基于信誉的对等网资源拍卖激励机制研究

【摘要】： 在21世纪的信息时代，对等网络应用已经超过传统的Web应用成为占用Internet带宽最多的应用，其发展之势愈演愈烈，成为业界持续关注与探讨的话题。在国内外，对等网络成为分布式系统方向最活跃的研究领域之一。对等网具有的分布式、动态变化、节点匿名等特点，使对等网中有大量的搭便车(free—riding)现象存在，加速了对等网系统的广泛应用。随着对等网系统规模越来越大，对等网系统中资源的公平共享问题正在变得棘手。由于在对等网络发展的早期，激励机制并未引起大家的充分重视，绝大多数的系统也没有将其包含在系统设计中，目前因激励机制的缺乏或者激励机制失效而导致的问题越来越多。所以对等网中资源激励机制已经成为分布式系统研究领域的一个最重要课题。如何有效、合理的鼓励对等网中理性和自私的节点来贡献自有资源，如何有效利用好对等网中已拥有的资源等问题是提高对等网综合能力的关键。本文以对等网节点资源激励机制为研究重点，主要解决的问题是如何通过建立合理的模型来鼓励理性和自私节点积极贡献资源。 本文对基于信誉的对等网资源拍卖激励机制方面的研究工作和创新点，主要包括以下几个方面： 一、利用基于社会心理学的小世界网络模型理论，构建了对等网中节点之间交互事务历史为依据的节点信誉评价模型 由于对等网节点信息存在不对称，节点匿名、动态变化等特征，而基于对等网的应用通常需要多个节点之间相互合作才可以完成，所以选择合适的合作节点成了对等网中的一个重要问题。这个问题可以通过建立节点的信誉评价系统来解决。受小世界模型以及格拉诺维特关于强关系和弱关系理论的启发，通过对等网中节点根据交互历史事务进行相似度的计算，与目标节点是弱关系的节点，对其给出的信誉评价以较大的权重。因此本文提出了一个对等网中节点之间交互事务历史为依据的节点信誉评价模型，利用节点之间的直接经验得到的信任、其它节点的间接经验形成的环境信誉评价共同得到对某个节点的信誉，这些信息的收集和评价的获得都是分布式进行，节点只保留和节点有关系的节点的信誉评价。 二、构建了以资源利用率为激励机制的对等网节点激励模型 激励机制的目标是设计出较为完善的模型，使得节点能够从系统获取的资源与节点贡献给系统的资源有关联。早期的对等网资源激励机制，就是根据每个节点的资源贡献来得到系统相应回报，所以节点资源利用率成为对等网资源激励机制的首选思路。根据这样思路，本文提出了基于节点资源贡献的激励机制模型。在该模型下节点的贡献资源的行为受到鼓励，积极贡献资源的节点在获得资源时有优先权，体现了节点的资源利用率和贡献资源之间的关系，实现了对节点贡献资源行为的激励。 三、构建了对等网中节点的资源定价策略 资源的定价是经济机制中一个非常重要的问题，只有合理的定价才可以达到收益最大化。在对等网中，节点的资源通过拍卖的方式来进行分配，就必须对节点自有的资源进行定价，请求获得资源节点的信誉、请求获得资源的竞争节点的数量、采用拍卖分配时的约束条件等，都与资源定价有密切关系。本论文只讨论在价格和撤销费用两个约束条件下资源价格的定价模型。 四、构建了一个基于信誉的对等网资源拍卖激励机制 在经济激励机制中，拍卖模式具有很多经济学上的优点，基于拍卖的方法考虑到了在对等网中节点信息是私有，以及节点理性的特点，而且拍卖方式具备灵活、有效、可扩展、即时反馈、并有助于理性节点的投资决策等优点，所以我们利用拍卖这个经济模式来激励节点贡献资源。对等网节点之间，在相互进行事务交流和通过拍卖来进行资源分配的过程中，对等网节点的信誉成了一个关系到事务是否成功，拍卖是否能够成功兑现的关键因素，所以本文在基于信誉的对等网资源拍卖激励机制方面作了一系列研究。 论文构建了基于信誉的对等网资源拍卖激励模型，运用Matlab进行了模拟实验。在模拟实验中分析了在不同的条件下，对等网节点的信誉评价；根据不同的信誉，进行基于信誉的资源拍卖分配方法，使信誉良好的节点的资源利用率可以得到有效的保障，从而验证了研究工作的可行性和有效性。