對等計算系統(tǒng)中的高維搜索與一致性保持.pdf

1、隨著網絡以及計算機硬件的發(fā)展，對等計算(PeertoPeercomputing，簡稱P2P)技術受到越來越多的關注。在對等網絡系統(tǒng)中，每個節(jié)點都擁有對等的功能與責任，節(jié)點之間的通信是直接對等的。同時，網絡中的任何一個節(jié)點可以自由地加入和離開該系統(tǒng)，是大規(guī)模分布式的動態(tài)網絡環(huán)境。這類系統(tǒng)在可擴展性、魯棒性、信息可用性、系統(tǒng)資源利用率等方面具有許多潛在優(yōu)勢，迅速成為計算機研究界和工業(yè)界關注的熱點。 文件的共享與搜索是當前基于對等計算

2、領域應用研究與開發(fā)的主流，然而現(xiàn)有的基于對等網絡的信息檢索系統(tǒng)大多無法支持對于文件內容的搜索，僅停留在對文件名稱的精確查詢上。此外，在許多應用場景中，對于頻繁更新的動態(tài)共享數(shù)據(jù)，如何保持網絡中復本與源數(shù)據(jù)的一致性保持問題也亟待解決。 本文就對等計算環(huán)境下的高維搜索技術展開深入探討，同時詳細論述了如何在對等系統(tǒng)中保持動態(tài)數(shù)據(jù)的一致性問題，其目的在于探索如何在缺乏集中控制和全局信息的情況下對文檔內容進行檢索，進而拓展到對高維數(shù)據(jù)對象

3、的索引和搜索，以及如何在共享數(shù)據(jù)動態(tài)更新的環(huán)境下保持各節(jié)點一致性問題。研究涉及到對等計算環(huán)境下的高維索引構造、利用與維護，數(shù)據(jù)和統(tǒng)計信息在網絡中的路由策略，平衡網絡中各節(jié)點的負載，以及增強網絡可擴展性與穩(wěn)定性等很多問題。 文中主要貢獻可以總結為以下三方面： ●設計并開發(fā)了一種基于結構化P2P體系的信息檢索平臺P-Terse，為真實世界的應用提供一系列進行文本查詢的技術。在P-Terse中，每個節(jié)點上都裝備了一個本地的文本

4、搜索引擎，所有節(jié)點按結構化對等計算網絡拓撲進行組織，無需中央文件服務器的存在。系統(tǒng)具備良好的可擴展性，接口的定義與模塊的執(zhí)行細節(jié)相對獨立，方便進行功能擴展和執(zhí)行擴展。 ●作為P-Terse的擴展，提出一種基于結構化P2P體系的超立方體索引模型，可以有效解決對高維數(shù)據(jù)對象進行索引和查詢，同時具備高效的查詢路由。巧妙的降維策略能夠保證節(jié)點的索引信息經過降維后仍然保持一定程度上的相近性，可方便擴展至更復雜的查詢。同時，設計了多種負載均

5、衡策略，使得節(jié)點通過動態(tài)自調整有效平衡高維索引所引發(fā)的負載失衡問題。 ●在P-Terse基礎之上，對于動態(tài)更新的共享數(shù)據(jù)所引發(fā)的一致性保持問題提出PeerHeap架構。在沒有任何集中式管理的情況下，利用節(jié)點一致性約束的強弱關系，通過多個節(jié)點的相互協(xié)助，實現(xiàn)動態(tài)共享數(shù)據(jù)更新的不斷傳遞。同時提出有效的維護策略以保證PeerHeap的可擴展性和魯棒性。 本文的研究工作是建立在對相關理論和已有技術的詳盡分析以及大量的實驗測試結果