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结构化P2P系统的负载均衡策略的研究

吕月梅  
【摘要】:P2P系统是近年来出现的一种很流行的应用,P2P的对等网络结构使节点既可充当服务请求者,又可以是服务提供者,相对传统的C/S架构有很多优势。P2P系统可分为结构化P2P和非结构化P2P。在结构化P2P领域,目前仍面临着负载不均衡的挑战,解决这一问题具有重要意义。 本论文研究的问题主要是,在结构化P2P系统中,热点文件在存储空间、带宽等方面带来的负载不均衡的情况。针对这种情况,论文提出了一种动态负载均衡策略,该策略主要基于副本转移思想,也就是将热点文件从过载节点转移到轻载节点上面,使负载在全局范围内近似最优分布,实现负载均衡。该策略及实现算法中包含主要的关键点有四个: (1)定量计算负载大小,并判断过载节点和轻载节点。负载涉及到的因素有很多,包括节点本身的存储能力、计算能力、带宽等,文件的热度。本论文取舍各个因素,选出关键因素并作为判断条件,使负载均衡策略更优化。 (2)组织和管理轻载节点。轻载节点在整个网络中被视为一种资源。本论文提出的策略通过动态节点环对这种资源进行有效地管理,能最大限度地提高资源利用率和系统的鲁棒性。 (3)轻载节点的选取。本文提出了两种方法来选取轻载节点作为副本转移对象,一种是比较法,一种是Chord环法。这两种方法使地址空间中某一位置上的过载节点在全局范围内去分配副本,以实现全局近似最优。 (4)管理副本,使副本的数量能够符合系统的实际需要,既满足需求又不造成浪费。本文主要研究的热点文件所致的负载不均,论文设计了一种副本管理机制,使副本数量随着热点文件的热点程度变化而变化。 为了验证论文提出的一种负载均衡策略的有效性,本文基于PeerSim平台进行了仿真实验,实验结果证明了负载均衡策略的效果和稳定性。


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