Chrod路由算法的改进

（ ｅ ） 。后 继节 点是 顺 时针 方 向 中 节点 标 识 符 大于 Ｋｙ上
或等 于 Ｋ ｙ的 第 １个 实 际节 点 。如 图 １所示 ， ｅ ｅ Ｋ ｙ值
Ｃ ｏｄ提 出 了一种 基 于 哈希 函数 的快 速 分 布 式 搜 ｈｒ
索算 法 。Ｃ ｏｄ协 议采 用 相 容散 列 函数来 给 每 个 资 源 ｈｒ
一一一 ～～～ 一 一一 ～～ 一三 ～一． 一～一 １ 、 ． 吣 ． 垩
度 。但 是在 原 协议 中， 它的表 项 冗余严 重 ， 于其他 节 点的 有效信 息相 应 减少 ； 关 同时 ， ｆ ｇ ｒ ａ ｌ 保 存 被 ｉ ｅ ｂｅ ｎ ｔ
信 息的节 点之 间的距 离不断增 大 ， 搜 索 的稳 定 性 不 够。在 此基 础 上提 出 了一 种 对 Ｃ ｏｄ路 由 的改进 使 ｈｒ
址空 问先 分 成 ａ段 ， 每一 段大 致有 相 同 的实际节 点 数 。 然后 ， 节 点 所 在 的段 以 １ ２ ４， ，６ 本 ， ， ８ １ …递 增 ， 至覆 直
图 ２ 引入 ｆ ｇ ｒｔｂ ｅ的 Ｃ ｏ ｄ ｉ ｅ ｌ ｎ ａ ｈ ｒ
盖所 在 的段 。
０ ５ １ ２ ３０ ８ ４ ２ ３ ５０ ６ ６４ ７ ８ ５ １ ０８８１ ００１ １１ １ ２ ０６ ４ ２ ０
ｍ： ２ ｎ＝ ０ 重 复率 大 概为 ０ ６ ５ ３ ， ２， ． ２ 。如果 实 际 节点 更 加 稀疏 ， 复率 就会 进 一步 增 加 。 重
［ ］ ｉｔ ｖｌ ［ｉｇｒ ｋ ．ｔｒ， ｎｅ ［ ｉ ．ｎｅ ａ（ ｆ ｅ ［ ］ ｓ ｔｆ ｇｒ ｋ＋１ ．ｔｒ） 信 ｒ ｎ ａ ｉ ］ｓ ｔ） ａ
第２ ４卷 第 １ ２期
２０ ０ ７年 １ 月 ２
机
电
工
程
Ｖｏ ． ４ Ｎｏ ２ １ ２ ．１
ＭＥＣＨＡ ＮＩ ＣＡＬ ＆ ＥＬＥＣＴＲＩ ＣＡＬ ＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ ＡＧＡＺＩ Ｍ ＮＥ
Ｄｅ ． ２ ０７ ｃ ０
Ｃ ｏｄ路 由算 法 的改 进 ｈｒ
孙 道 平 ， 于 同 王
∞
二 ＿ 詈 蓍
０ 前
言
散 列后 得 到不 同 的 Ｉ 必 须 取 足 够 大 的 ｍ 值 ， Ｄ， 以免 产 生 碰撞 。如 果 ｍ位 标识 符 以二 进 制 表示 ， 按 大 小 顺 并
Ｐ Ｐ系 统 的搜索 性 能与它 采用 的 网络 拓 扑 和路 由 ２
时针排 列起 来 ， 就能 够 形 成一 个 地 址 空 间环 ０～２ 。 一 环 中有 些标 识符 号是 有 具 体节 点 对 应 的 ， 有 些是 没 而 有 的 。Ｃ ｏｄ拓 扑结 构 ， 图 １所 示 ， 心 圆 表示 存 在 ｈｒ 如 实
（ ） 那 么交 由 Ｓｃｅｓｒ ４ ５节 点去 处理 ； 点 ５比 ４ ， ｕ ｃｓｏ（ ）＝ 节 较 Ｋ ｙ和 自己的 Ｉ Ｋ ｙ＝ Ｄ， ｅ Ｄ， ｅ Ｉ 回复给发 出搜索 的节点 ０ 。
点 。如 图 ４所示 ， 进 后 的表 项 存 储 的都 是 实 际节 点 改
的信息 ， 有重 复 的表项 。 没
（ 州 电子 科 技 大 学 计 算 机 学 院 ， 江 杭 州 ３ ０ １ ） 杭 浙 １０ ８
摘 要 ： 资源 的定位 是 点对 点（ ２ ） Ｐ Ｐ 系统 的关键 技 术之 一 。Ｃ ｏｄ提供 了一种 有 效的路 由算法 。 算法 的 ｈｒ
性 能很 大 程 度 上 取 决 于 用 于路 由 的 ｆ ｇｒ ａ ｌ。Ｆｎ ｅ ｔｂｅ 供 了 大 量 其 他 节 点 的 信 息 以 加 快 搜 索速 ｉ ｅ ｔｂｅ ｉｇｒ ａ ｌ 提 ｎ
算 法 ， 大地 降低 了路 由表 的 冗余 ， 极 同时叉使 其搜 索 的稳 定 性有很 大提 高 。
关键 词 ： ｈ ｒ ；定位 ； 由 ； 索 Ｃ ｏｄ 路 搜 中图分类 号 ：Ｐ ９ ．２ Ｔ ３３０ 文 献标 识码 ： Ａ 文章 编号 ：０１ ４５ （０７ １ — ０２— ４ １０ — ５ １２０ ）２ ０９ ０
２ ２ 信 息 密 度 不 均 及 改 进 ．
表 项 信息 以 １ ２ ４ ８ １ …递 增 ， 节 点 对 其后 的 ， ， ， ，６ 本 较 近 的节点 信息 较 多 ， 相 距 较 远 的 节点 保 存 的信 息 对 越来 越 少 ， 对最 远 的那 一半 节 点 没 有 任 何 信 息 。对 最 远 的那一 半 节点 搜 索时 ， 需要 的逻 辑跳 数会 比较 大 ， 使 搜 索快慢 的波动 性增 大 。为 了平衡 对 远 近节点 的搜 索 速度 ， 表项 保存 的信息 进行 改变 。如 图 ４所示 ， 地 对 把
时 节点 ０的 ｆ ｇｒｔｂｅ记 录 １ ２ ４的后继 节 点 信 息 ， ｉ ｅ ｌ ｎ ａ ，，
从而 可 以加快 搜索 ， 次最 大可跨 越 一半 的地 址 空 间。 一
—
的其他 节点 信息 则用 于 之后 的 “ 细调 ” 。
２ ３ 节 点 的加入 和 退 出 ．
一
４
５
２ Ｃ ｏ ｄ协 议 的 不 足 ｈｒ
Ｃ ｏｄ协议 中 ， 址 空 间 按 大 小 排 列 后 形 成 一 个 ｈｒ 地 顺 时针 的环 ， 可看 成 由某 个 节 点 开 始 又 由它 结 束 的 也
一
图４
改进 后 ｆｎ ｅ ａ ｌ 项 的 路 由示 意 ｉ ｇ ｒｔ ｂｅ表
每个 节点 保存 的节 点 信 息 覆 盖 了 整个 地 址 空 间。
差 ２／“ ２ ， ２ ＝ … 即大 约前 ｍ —ｎ个 表 项 都有 相 同 的后 继 。整 个表 的重 复率 大 于 （ —ｎ ／ ｍ ） ｍ。为 了在 散 列 节 点时 不产 生碰 撞 ， 的值通 常 比较 大 ， ｍ 即实 际节点 在地 址空 间 中是 比较稀 疏 的 ， 复 率 （ —ｎ ／ 重 ｍ ） ｍ会 比较 大 。
作 者 简 介 ： 道平 （ ９ ３一） 男 ， 孙 １８ ， 浙江 宁 波人 ， 主要 从 事 点 对点 技 术 （ ２ ） 面 的 研 究 。 ＰＰ方
维普资讯
第 １ ２期
孙 道 平 ， ：ｈ ｒ 路 由 算 法 的改 进 等 Ｃ ｏｄ
・ ３・ ９
是 直接 指 向其 后 的 第 １个 、 ２个 、 ４个 … 实 际节 第 第
由离 目标更 近 的节 点 去处 理 。例 如 节点 ０搜 索 Ｋ ｙ＝ ｅ ５ 。节 点 ０比较 Ｋ ｙ和 自己 的 Ｉ Ｋ ｙ＞Ｉ 不 在 本 节 ｅ Ｄ， ｅ Ｄ，
点； 再查 找 ｆ ｇｒｔ ｌ ｉ ｅ ａ ｅ离 目标 节 点 最 近 的是 Ｓｃ ｅｓｒ ｎ ｂ ｕ ｃｓｏ
息， ｎ是节 点 的 Ｉ 号 。有 了 ｆ ｇｒｔｂｅ表 ， 索 不 需 Ｄ ｉ ｅ ａｌ ｎ 搜
要 顺 着 环 一 步 步 向后 ， 以 一 次 跳 过 多 个 地 址 ， 后 交 可 然
相 同数量 的表 项 下 重 复 率 越 大 ， 节 点 对 其 他 实 本 际节 点 的信息 知 之越少 。而搜 索 的快慢 与本 节点 保存 的其 他节 点信 息量 是 正相 关 的 。为 了降低 重 复 率 ， 表 项 保存 的信 息 不 是 以 Ｉ 的 １ ２ ４， ，６ Ｄ ， ， ８ １ …递 增 的 ， 而
降 低 了路 由表 的冗 余 ， 时 又使 其 搜 索 的稳 定 性 有 很 同
大 提高 。
图每个 关 键 字 Ｋ ｙ放 在 它 的 后 继 节 点 ｓｃｅｓｒ ｅ ｕ ｃｓｏ
１ １ Ｃ ｏ ｄ的基本 结构 ． ｈ ｒ
１ ２ Ｃｈ ｒ ． ｏ ｄ的 搜 索 算 法
空 问是 ｍ 位 的二 进 制 ， 实 际节 点 有 ２ 在 个 的情 况 下 ， 地址 空 间被 分成 ２ 段 ， 每两 个 相 邻 的节 点 之 间 Ｉ Ｄ相
每个 节 点存储 了本节 点 的直接 后继 和 直接 前驱 节
点 的信 息 。可 以顺 着 散 列 后 形 成 的环 顺 时 针 搜 索 资
、
搜 索 速 度 、 载 平 衡 、 扑 稳 定 等 各 方 面 的 深 入 研 负 拓
究
。结 果表 明 ， ｈ ｒ 法 的 性能 在 很 大 程 度 上取 Ｃ ｏｄ算 本 研 究 主要 介 绍 Ｃ ｏｄ路 由算 法 的改 进 ， 大地 ｈｒ 极
决 于用 于路 由的 ｆ ｇｒｔ ｌ， ｉ ｅ ｂｅ 存在 一 定 的局限 性 。 ｎ ａ
方 向离本 节点 最 近 的那 段 地 址 空 间 中节 点 的 信 息 ， 是 用于 “ 调”的 ； 起 分 段 作 用 的 、 本 节 点 较 远 的那 细 ② 离 些 节点 的信息 ， 用于 “ 是 粗调 ” 。 的 当一 个新 节 点 ｎ加 入 时 ， 以从 它 的 前 驱和 后 继 可 节 点分 别 获得 ｆ ｇｒ ａ ｌ， 而 作 为构 造 自己 的 ｆ ｇｒ ｉ ｅ ｔｂｅ 进 ｎ ｉ ｅ ｎ
ｆ ｇｒｔ ｌ ｉ ｅ ｂｅ中 ， 表项 保 存着 ２类 节 点 信息 ： 顺 时针 ｎ ａ 其 ①
２ １ 表 项 利 用 率 低 下 及 改 进 ．
由于 ｆ ｇｒｔ ｌ ｉ ｅ ｂｅ中记 录 的是 Ｓｃ ｅｓｒ （ ｎ ａ ｕ ｃｓｏ（ ｎ＋２ ） 。 ｏ ） Ｉ ｒ ｄ２ ，Ｄ是 以 １ ２ ４ ８ １ …递增 的 ， ｏ ， ， ， ，６ 刚开 始时 增 幅
条线 。 以节点 ０为例 ， 图 ３所 示 。节 点 ０为起 点 ， 如
在 第 １跳之 后 Ｋ ｙ可能存 放 的节 点 可 以限定 在一 个较 ｅ
小 范 围之 内 ， 即实 现 了“ 调 ” 粗 。而节 点 保存 的本 段 内
地 址 １２， … 顺 序 排 列 在 后 ， 以 节 点 ０为 结 尾 。 同 ， ３ 又
６
７
０
个 节 点 的加入 或退 出会 引起 网络拓 扑结 构 的变