本书以结构化对等网络的可扩展拓扑结构为基础，深入地探讨一些新型的网络拓扑结构的设计与优化方法，并通过引入数据驱动路由机制解决非结构化对等网络的低延迟和低成本资源定位问题。第1章和第2章介绍对等网络的应用和发展现状。第3章～第6章阐述四种新型的常量度数互联结构以提高结构化对等网络的系统能力，分别是MOORE、BAKE、KCube和KMcube。第7章～第10章讨论非结构化对等网络的数据驱动路由问题，分别介绍基于BF的全状态概率路由机制、基于BF的弱状态概率路由机制、基于BF的索引路由机制，以及数据驱动路由中的噪声干扰抑制问题。
样章试读
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《信息科学技术学术著作丛书》序
前言
第1章 对等网络简介 1
1.1 起源与发展 1
1.1.1 P2P计算模式的概念 1
1.1.2 P2P网络系统的分类 3
1.1.3 P2P网络的研究进展 6
1.2 P2P网络的应用领域 10
1.2.1 传统应用领域 10
1.2.2 移动P2P网络 13
1.2.3 NoSQL存储系统 14
1.2.4 信息中心网络 15
1.3 P2P网络面临的挑战 16
1.3.1 信任机制 16
1.3.2 数据污染 17
1.3.3 扰动问题 18
1.3.4 搭便车问题 19
1.3.5 流量识别问题 20
1.3.6 负载均衡问题 21
参考文献 22
第2章 典型的数据驱动路由模型和机制 25
2.1 结构化P2P网络的数据驱动路由机制 25
2.1.1 非常量度数结构化P2P网络 25
2.1.2 常量度数结构化P2P网络 29
2.2 非结构化P2P网络的盲目路由机制 33
2.3 非结构化P2P网络的数据驱动路由机制 37
2.4 混合P2P网络的路由机制 39
2.5 本章小结 40
参考文献 40
第3章 基于非正则Kautz图的常量度数结构化P2P网络 43
3.1 引言 43
3.2 基础知识 45
3.3 非正则Kautz有向图 46
3.3.1 非正则Kautz有向图及其属性 46
3.3.2 非正则Kautz有向图的构建方法 48
3.4 MOORE方法设计 52
3.4.1 概述 52
3.4.2 资源的命名 53
3.4.3 节点的命名 54
3.4.4 消息路由 55
3.5 拓扑构造和动态维护机制 57
3.5.1 拓扑扩展 57
3.5.2 节点加入 58
3.5.3 节点退出 60
3.5.4 拓扑收缩 61
3.6 性能指标的理论分析和仿真评估 62
3.6.1 节点的出度和入度分布 62
3.6.2 平均路由延迟及路由延迟分布 62
3.7 本章小结 64
参考文献 65
第4章 基于平衡Kautz树的常量度数结构化P2P网络 67
4.1 引言 67
4.2 Kautz树结构 69
4.2.1 相关研究工作 69
4.2.2 Kautz树的基本定义 70
4.2.3 正则Kautz树中节点的Kautz排序 73
4.2.4 非正则Kautz树中节点的Kautz顺序 77
4.3 基于平衡Kautz树的结构化P2P网络BAKE 78
4.3.1 拓扑构建规则 78
4.3.2 最长后缀匹配的资源放置策略 80
4.3.3 高效且容错的路由策略 81
4.3.4 查询处理 83
4.4 拓扑管理 84
4.4.1 拓扑调整 84
4.4.2 节点加入 85
4.4.3 节点失效 87
4.4.4 节点退出 89
4.4.5 拓扑调整操作的优化 90
4.5 性能指标的理论分析和仿真评估 91
4.5.1 拓扑属性 91
4.5.2 路由模式的鲁棒性 93
4.5.3 基本操作的延迟和消息成本 94
4.6 本章小结 96
参考文献 97
第5章 基于复合图的常量度数结构化P2P网络KCube 99
5.1 引言 99
5.2 KCube网络 100
5.2.1 符号定义 100
5.2.2 KCube的构造方法 100
5.2.3 KCube的新构造方法 104
5.3 KCube图的拓扑性质 105
5.3.1 基本属性 105
5.3.2 任意节点间的平均距离 106
5.3.3 哈密顿性 107
5.3.4 网络的连通性 109
5.4 KCube的单播和广播传输机制 111
5.4.1 KCube的单播传输机制 111
5.4.2 Kautz和Hypercube的广播机制 112
5.4.3 KCube的广播机制 114
5.5 本章小结 115
参考文献 116
第6章 基于复合图的常量度数结构化P2P网络KMcube 117
6.1 引言 117
6.2 基于复合图的新型P2P网络结构KMcube 118
6.2.1 Mbius立方体结构 118
6.2.2 KMcube复合图的构造方法 119
6.2.3 KMcube的拓扑性质 123
6.2.4 Kautz图和类Mbius立方体的复合图 125
6.3 KMcube的路由机制和副本策略 125
6.3.1 KMcube的路由机制 125
6.3.2 KMcube结构的副本策略 127
6.4 性能评估 128
6.5 本章小结 130
参考文献 130
第7章 非结构化P2P网络中基于BF的全状态概率路由 131
7.1 引言 131
7.2 背景知识与问题描述 132
7.2.1 BF数据结构 132
7.2.2 问题描述 134
7.3 解决方案 135
7.3.1 基于BF的全状态概率路由机制中路由条目的表示方法 136
7.3.2 面向接收方的BF优化设计方法 137
7.4 方案优化 139
7.4.1 ABF传输大小优化 139
7.4.2 CUBF的存储优化 140
7.4.3 基于BF的全状态概率路由机制面临的实际应用问题 141
7.5 性能评估 141
7.5.1 散列函数的最佳个数 142
7.5.2 假阳性判定概率的理论结果 142
7.5.3 BF的传输大小 143
7.5.4 假阳性判定概率的实际结果 145
7.6 本章小结 147
参考文献 148
第8章 非结构化P2P网络中基于BF的弱状态概率路由 150
8.1 引言 150
8.2 基于BF的弱状态概率路由机制的理论分析 152
8.2.1 BF简介 152
8.2.2 BF的衰落传播模型 153
8.2.3 衰减模型对成员资格信息的影响 155
8.2.4 噪声对路由决策的影响 159
8.3 基于BF的高可行性弱状态概率路由机制 161
8.3.1 基于BF的高可行性弱状态概率路由机制的充分和必要条件 162
8.3.2 实现高可行性弱状态概率路由机制的BF优化方法 163
8.3.3 弱状态概率路由决策产生的冗余查询的处理方法 164
8.3.4 BF的传输优化方法 167
8.4 基于BF的弱状态概率路由的性能评估 167
8.4.1 衰减模型对成员资格信息的影响 168
8.4.2 噪声对路由决策的影响 168
8.4.3 面向接收方的BF优化 170
8.4.4 冗余查询消息的处理 171
8.4.5 弱状态概率路由网络覆盖问题的探索 171
8.5 本章小结 172
参考文献 173
第9章 非结构化P2P网络中基于BF的索引路由 174
9.1 引言 174
9.2 BF的相关知识 175
9.2.1 BF概述 175
9.2.2 相关研究工作 176
9.3 动态集合的精确表示和集合成员资格判定 177
9.3.1 DBF的基本结构 177
9.3.2 DBF的假阳性判定 180
9.3.3 DBF的代数运算 182
9.3.4 DBF的集合成员删除算法的评估 184
9.3.5 DBF的优化 187
9.4 DBF性能评估 189
9.4.1 大小和内容固定的静态集合 189
9.4.2 集合大小上界已知的动态集合 191
9.4.3 集合大小上界未知的动态集合 196
9.4.4 分布式应用 197
9.5 本章小结 198
参考文献 199
第10章 数据驱动路由中的噪声干扰抑制问题 201
10.1 引言 201
10.2 OBF理论 203
10.2.1 OBF的设计 203
10.2.2 基于OBF的衰减传递模型 204
10.2.3 基于OBF路由条目设计 204
10.3 理论分析与数据比较 205
10.3.1 理论分析 205
10.3.2 数据比较 209
10.4 基于衰减BF的路由方法DWalker 211
10.4.1 DWalker的设计方法 211
10.4.2 理论分析 214
10.4.3 模拟实验 214
10.5 本章小结 217
参考文献 217
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