一种基于移动代理的P2P负载平衡方法

摘
要
在研 究现 有 的结 构化 Ｐ Ｐ 网络 负载平衡 方法 的基 础上 ， 出一 种 在 结构化 对 等 网络 中 ， ２ 提
应用移动代理技术实现 负载平衡的方法， 从而实现 负载平衡的灵活性和全面性 ， 仿真实验结果表
明本文 提 出的算 法具有 良好 的性 能． 关键词 结构 化 对等 网络 ， 移动代 理 ， 负载平衡
“ 热点” 上处理查找的负载。 前解决结构化Ｐ Ｐ网络负载平衡的方法主要有 ： 目 Ｚ 基于虚拟结点的负载平衡机
山东省优 秀中青年科学家科研奖励基金资助课题
收稿 日期 ：０ ５１ ２ ２０ — １１
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７ ２
聊 城 大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ）
１ 结 构 化 Ｐ Ｐ网 络 中的 负载 平衡 问 题 ２
首先我们以Ｃ ｏｄ３ ｈ ｒ［为例 ， ］ 分析结构化Ｐ Ｐ网络中的负载平衡． ｈ ｒ ２ Ｃ ｏｄ使用相容 ｈｓ 理论来保证网络 ａｈ 中结点的负载平衡． ｈ ｒ Ｃ ｏｄ由相容ｈ ｓ ａｈ函数分别为 网络上的结点和共享资源产生标识符 ， 共享资源的标
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第１ 卷 ９
第１ 期
聊城大学学报（ 然科学版） 自
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆ ａ ｃ ｅ ｇ Ｕｎｖ ｒ ｉ （ ａ ． ｅ． ｏ ｒ ａ Ｏ ｏ ｈ ｎ ｉｅｓｔ Ｎ ｔ Ｓ １ ） Ｌｉ ｙ
Ｖｏ ． ９ Ｎｏ １ １１ ． Ｍ ａ ． ００ ｒ２ ６
巾图分类号
Ｔ ３３ Ｐ ９
文献标识码 Ａ
文章编号
１７—６ ４２ ０） １０ ７—３ ６２６３ （０ ６０ —０ １０
Ｐ Ｐ中文称为对等网络， ２ 是指网络中的各个结点是逻辑对等的． 目前互联网上比较流行的ｃ ｓ 与 ／ 模型 不同的是， ２ Ｐ Ｐ模型中不再 区分服务器及客户端 ， 系统中的各个结点之间可以直接进行数据通信而不需要 通过 中间 的服务 器． 着像Ｏｃａ Ｓｏｅ ２ 随 ｅｎ ｔ ［等Ｐ Ｐ共享 应用程 序 的流行 ，２ １ Ｐ Ｐ技 术受 到人 们的 广泛关 注． ２ ＰＰ 网络根据连接方式 ， 可分为结构化网络和非结构化网络． 在非结构化 Ｐ Ｐ网络中， ２ 结点之间的连接是随机
都有 自己的标识符 ， 负责相应 的～部分标识符空间 ， 独立地参与查找协议 ， 结点的负载是其所有虚拟结点
的负载 之和 ． 了达 到负 载平 衡 ， 个结 点运 行 的虚 拟结 点 的个数 与该结 点 的负 载 量 成正 比 ， 其 负 载近 为 每 使 似 于平均 负载 ． 在具有 个 结点 的Ｃ ｏｄ中 ， 如 ｈｒ 结点所 负担 的是 平均 负载 的Ｏ（ ｇ ） １ ｎ 倍ｗ． ． ．所 以结 点需 ｏ ｈＰ ，
识符又称为该资源的键值． 通过对标识符由 ２ 取模后按数值顺序排列 ， 结点和资源都被映射到一个大小 为２ 的环上． 键值为矗 的资源存放在环上标识符与矗相等或按顺时针方向紧随其后的结点上， 该结 点称键
值 ｋ的后继结点 ， 负责存储该资源的指针． 然而相容 ｈｓ 理论并没有完全解决 Ｃ ｏｄ的负载平衡 问题 ． ａｈ ｈｒ ］ 由于网络上结点的性能可能存在很大的差别 ， 并且由经典球盒 问题 （ａｌ ａｄｂｎ ｒｂｅ ， ｈ ｌ ｎ ｉｓ ｏ ｌ ｓ ｐ ｍ）在具有 ， ｚ 个 结点和 个键值的情况下， 将有 ＠ １ ｎ ｌ １ ｎ 个键值 以很高的概率 （ ｉ ｉｈｐｏ ａｉｔ ， ｈ Ｐ ） （ ｇ ／ ｇｏ ） ｏ ０ ｇ ｗ ｔ ｈｇ ｒｂ ｂ ｉ Ｗ． ．． 被 ｈ ｌｙ 分配到同一个结点上． 由于资源查找对各结点上存储的键值信息的需求往往是不均匀的 ， 某些结点的负载 很 有可能因此而过大 ， 成为“ 点”ｈ ｔ ｏ） 在资源信 息变化频繁的情况 下， 热 （ｏｓ ｔ． ｐ 即便是对键值信息进行复
２０ ０６年 ３月
一
种 基 于移 动代 理 的 Ｐ Ｐ负载 平 衡 方 法 ２
王 芳 张 霞。 郑明春Ｄ ’
（ 山东师范大 学 计算 机系 ， ” 山东 济南 ２０ １ ￣ ５ ０ ４ 聊城大学 网络信息中心 ，山东 聊城 ２ ２５ ￣ ５ ０ ９
ａ聊城大学 物理科学与信息工程学 院 ， ’ 山东 聊城 ２２５） ５０９
第１ ９卷
制， 在使 用 多个 ｈ ｓ ａｈ函数 的负载 平 衡机 制和 基 于流 言 的 负载平 衡 机 制． １ （）基 于 虚拟 结 点 的 负载 平 衡 机 制 ． 种机 制是普 遍 使用 的负载平 衡 的方法 ， 这 其基 本思 想是 ： 每个 结点 运行 多个 虚 拟 结点 ， 个 虚拟 结 点 每
制， 由于复制更新问题 ， 热点” 对“ 的访问量仍然很大． 本文考虑的结构化 Ｐ Ｐ网络上的负载平衡针对以上 ２
述将结构化 Ｐ Ｐ系统作为分布式索引系统使用时可能出现的查找“ ２ 热点”解决思路是利用移动代理搜索 ，
过载 （ｖｒ ａｅ ） ｏｅｌ ｄｄ 和轻载（ｎ ｅｌ ｄｄ 结点 ， ｏ ｕ ｄ ｒ ａｅ ） ｏ 然后将过载结点的一部分负载转 移到轻载结点， 以此减轻
要运 行 Ｏ（ ｇ ） 虚 拟结 点． 了维 护 虚拟结 点 ， 点需 要 花费 多倍 （ １ ｎ个 ｏ 为 结 与该 结 点运 行 的虚 拟结 点 的个 数 成
的， 网络没有固定的拓扑结构． 而结构化 Ｐ Ｐ网络 中， ２ 各结点的连接要求具有某种规则的拓扑结构 ， 如环 形、 平面网格等． ２ Ｐ Ｐ网络中结点不断地加入和离开 ， 造成网络上的负载分布也在不断地变化， 影响着 Ｐ Ｐ ２
网络的服务质量． 在结点间均衡分布负载， 即负载平衡是结构化 Ｐ Ｐ中的一个重要 问题． ２ 本文分析了目前 Ｐ Ｐ网络 中不同的负载平衡机制， ２ 提出了在Ｐ Ｐ网络中引入移动代理技术实现负载平衡 ， ２ 并通过仿真验证 了算法 的有效 性．