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结构化P2P自适应高可用性负载均衡策略的研究与仿真

罗慧君  
【摘要】: 负载均衡是结构化P2P网络中资源管理和任务调度的关键技术之一。造成结构化P2P网络负载失衡的主要原因是资源查找者对各节点上存储信息的需求往往是不均匀的,从而导致某些节点的负载过大,成为“热点”(hotspot),容易引起单点失效、网络拥塞、请求延迟长等性能问题。负载均衡策略的最终目的就是在节点之间均匀地分布负载以提高网络的灵活性和可用性。 通过对结构化P2P网络深入分析得出其负载失衡的主要因素:逻辑位置与物理位置不一致性、信息需求的不均匀性以及节点配置的异构性,为后文有针对性的提出新的基于结构化P2P网络负载均衡策略提供了基础。 本论文的主要创新点在于:提出了一种基于结构化P2P的自适应高可用性负载均衡策略——RGP(Replication and Gossip Policy),该策略在分析现有负载均衡策略的基础上,针对结构化P2P网络负载失衡原因,结合了流言传播与动态副本策略,根据网络失衡程度将负载失衡分为未过载、轻过载和重过载。并区分对待轻重过载情况,资源出现轻过载时采用单副本方案,而在重过载时采用多副本方案,从而动态的控制网络中超载资源的副本数量以优化P2P网络性能。RGP建立在IPv6协议之上,利用IPv6分层结构地址的特点,析取出节点的物理位置信息,避免结构化P2P网络中的绕路问题。 本论文采用Oversim+INET+OMNeT++的方式在Chord网络上对该策略进行仿真实验。并从平均跳数、查询命中率、平均时延等性能的仿真数据和曲线上,分别验证了该策略对Chord网络性能的改进。从仿真结果可以看出,该策略在一定程度上改善了Chord中普遍存在的拥塞问题。较之现有的负载均衡策略能较好的适应网络规模的变化,具有较强的自适应性和实用性。


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