专利名称：集中式块交换p2p文件共享系统及其节点供种激励方法
技术领域：
本发明涉及P2P文件传输技术领域，更具体地，本发明涉及一种集中式块交换P2P 文件共享系统及其节点供种激励方法。
背景技术：
集中式块交换P2P文件共享系统由服务器和节点(客户端)组成，服务器跟踪节 点的状态信息，为系统中的共享文件建立一个集中索引，以向该节点发布其他节点的信息， 使节点间建立直接点对点的连接，从而突破了传统C/S模式的性能瓶颈。图1示出现有集中式块交换P2P文件共享系统的工作流程步骤1，客户端周期性 地向服务器发送注册消息，在服务器上注册自身的IP地址、端口号等信息；步骤2，服务器 收到客户端的注册消息后，向该客户端返回定量的其他客户端的信息，包括IP地址、端口 号等；步骤3，客户端从服务器的返回信息中获取其他客户端的IP地址、端口号等信息，分 别与这些客户端建立点对点的连接，节点之间以文件块为传输单元，共享文件资源，完成下 载任务。该系统使节点(客户端)之间实现了直接点对点的文件共享，随着后续节点的加 入，系统整体的资源和服务能力也在同步扩展，使该系统具有了良好的扩展性。同时，该系 统可有效利用互联网中散布的普通节点，将下载任务分布到分散节点上，提高了网络资源 的利用率。由于系统中下载任务是分布在各个节点上的，即使部分节点遭到破坏，对系统产 生的影响也很小，从而提高了系统的容错性。但该系统面临着节点的剥削问题，即节点在下载文件完成后立即离开系统而不为 其他节点提供上传，这种行为会导致系统中缺少足够完整的文件块资源，使系统中的下载 节点无法完成文件下载，降低了系统的健壮性与稳定性。为了解决节点剥削问题，现有技术中存在引入基于间接互惠的激励机制，节点为 某一文件供种的同时会加快该节点下载其他文件的速度，从而激励该节点供种。但该机制 仅适用于节点进行多文件下载的场景，当节点进行单个文件下载时，该机制失效。另外，该 机制仅记录节点间的即时交互行为，没有考虑节点的历史累积供种行为，无法有效激励节 点供种。
发明内容
为减少甚至消除现有技术中集中式块交换P2P文件共享系统中的节点剥削行为， 激励节点供种并提高系统的健壮性，本发明提供一种集中式块交换P2P文件共享系统及其 节点供种激励方法。根据本发明的一个方面，提出了一种集中式块交换P2P文件共享系统的节点供种 激励方法，包括步骤10)、节点向服务器提供其它节点的本地供种贡献值；步骤20)、服务器根据各节点的本地供种贡献值来基于反馈可信度计算各节点的全局供种贡献值；步骤30)、服务器为各节点返回其他节点的全局供种贡献值；步骤40)、节点根据基于各节点的全局供种贡献值获取的优先级来提供上传服务。根据本发明的另一个方面，提出了一种集中式块交换P2P文件共享系统，包括多个节点，每个节点用于向服务器提供其它节点的本地供种贡献值，根据基于各 节点的全局供种贡献值获取的优先级来提供上传服务；服务器，根据各节点的本地供种贡献值来基于反馈可信度计算各节点的全局供种 贡献值，为各节点返回其他节点的全局供种贡献值。总的来说，本发明针对于集中式块交换P2P文件共享系统，将节点反馈的本地供 种贡献值携带在原注册消息中，不会引入多余的信令开销；服务器采用简单的加权方式计 算全局供种贡献值，计算开销小，易于实际部署。本发明能有效抑制恶意节点进行贡献值欺 骗，提高了全局供种贡献值的准确度；并且能有效奖励供种节点，提高其下载速率，达到激 励节点供种的目的。
图1示出现有集中式块交换P2P文件共享的处理流程图；图2示出根据本发明的集中式块交换P2P文件共享系统中节点供种激励的实施步 骤；图3示出第一实施例的场景；图4示出第二实施例的场景；图5示出第二实施例的场景。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明提供的一种集中式块交换P2P文件共享系 统及其节点供种激励方法进行详细描述。本发明通过服务器计算节点的全局供种贡献值来表示该节点的供种贡献，节点的 供种贡献越大，其全局供种贡献值就越大，从而优先级越高。当该节点下载文件时，其具有 较高的优先级来获得其他节点的上传服务，提高了该节点的下载速度，有效奖励了该供种 节点。图2示出根据本发明的集中式块交换P2P文件共享系统中的节点供种激励机制。 如图2所示，包括以下具体过程。1、节点向服务器提供供种节点的本地供种贡献值节点每隔时间t向服务器提供在在t时间内与其交互的供种节点的本地供种贡献 值，本地供种贡献值以供种节点的上传速率作为度量。节点将供种节点的本地供种贡献值 携带在注册消息中发送至服务器，不会引入多余的信令开销。2、服务器根据各节点的本地供种贡献值来计算各节点的全局供种贡献值服务器收到各节点的本地供种贡献值信息后，将汇总某节点的本地供种贡献值， 来计算该节点的全局供种贡献值，使用全局供种贡献值来表示节点的供种贡献度。在全局 供种贡献值的计算过程中引入反馈可信度来标识节点反馈信息的可信程度，可以有效抑制节点进行贡献值欺骗，提高贡献值的准确性。全局供种贡献值的计算过程如下所述。服务器引入反馈可信度e r表示节点提供的本地供种贡献值的可信程度，反馈可 信度以节点的本地供种贡献值与其他节点提供的本地供种贡献值的差异度来衡量，节点提 供的贡献值与大多数节点贡献值差距越大，说明该贡献值越不可信。服务器结合供种节点在各节点的本地供种贡献值和该贡献值对应的反馈可信度 来计算供种节点j的全局供种贡献值GTdt)，LTu(t)表示供种节点j在各节点i的本地供 种贡献值，0 i表示该贡献值对应的反馈可信度G7>X0=|>* 碍 w
Z=13、服务器为节点返回其他节点的全局供种贡献值服务器为各个节点返回应答信息，在应答消息中携带其他节点的全局供种贡献值。4、节点依据各节点的优先级提供上传服务节点依据其他节点的优先级来为各节点提供上传服务，各节点的优先级采用加权 各节点的本地上传贡献值与全局供种贡献值的方式计算。P.J = (1-0) LiJ+ e Gj，其中，Pij表示节点j在节点i上的优先级，Lij表示节点j在 节点i处的本地上传贡献，Gj表示节点j的全局供种贡献，e表示加权因子，o < e < 1。 节点获取各节点的优先级后，为优先级高的节点提供上传。这样既保证了节点的下载速率， 又能对供种节点起到激励作用，节点的供种贡献越大，其全局供种贡献值就越大，当该节点 在下载文件时就会有较高的优先级来获得其他节点的上传服务。下面以两个具体实施例的场景来进一步描述该节点供种激励机制的实现。在第一实施例中，用于在集中式块交换P2P文件共享系统中存在恶意节点进行贡 献值欺骗的场景，针对这一场景，来有效抑制节点的恶意行为。此处，恶意节点是指向服务 器反馈虚假贡献值的节点。图3示出第一实施例的实施场景，在该场景中，A1节点为文件Filel供种，B1、B2、 B3为文件Filel的下载节点，其中B1为恶意节点，其企图通过向服务器反馈低贡献值来“陷 害”供种节点。步骤1，B1、B2、B3进入系统，首先向服务器发送注册信息。步骤2，服务器收到其注册消息后，将向B1、B2、B3返回节点A1。步骤3，Bl、B2、B3与A1建立连接，从A1处获取资源。步骤4，B1、B2、B3处计算出的A1的本地供种贡献值，B2、B3向服务器反馈正常计 算出的A1的贡献值，B1向服务器反馈虚假的低贡献值。步骤5，服务器接收到B1、B2、B3的反馈信息后，发现B1提供的值与其他节点的值 差距过大，因此，基于反馈可信度，此虚假值在节点全局供种贡献值中所占的比例很小，不 会对A1的全局供种贡献值产生影响。在第一实施例可见，本发明能有效抑制恶意节点进行贡献值欺骗，提高了全局供 种贡献值的准确度。在第二实施例中，用于在集中式块交换P2P文件共享系统中存在供种节点的场 景，针对这一场景，能够有效激励节点供种，提高系统的稳定性。
图4和图5示出第二实施例的实施场景，该场景中，A1节点为文件File 1供种，B1、 B2、B3为文件Filel和File2的下载节点，C1为File2的供种节点。进一步参考图4。步骤1，81、82、83进入系统下载？1161和？1162，首先向服务器发送注册信息。步骤2，服务器收到其注册消息后，将向B1、B2、B3返回节点A1和C1。步骤3，Bl、B2、B3与A1和C1建立连接，从A1处获取Filel资源，从C1处获取 File2资源。步骤4，Bl、B2、B3处计算出的A1和C1的本地供种贡献值，向服务器反馈计算出
的贡献值。步骤5，服务器接收到B1、B2、B3的反馈信息后，计算A1和C1的全局供种贡献值。步骤6，B1、B2、B3再次向服务器发送注册信息。步骤7，服务器收到其注册消息后，将向Bl、B2、B3返回节点A1和C1以及两者的 全局供种贡献值。进一步参考图5，步骤8，B1、B2、B3从应答消息中提取并保存A1和C1以及两者的全局供种贡献值。步骤9，A1期望下载File2，其向服务器发送注册请求。步骤10，服务器收到该请求后，将为其返回节点列表C1、B1、B2、B 3。步骤11，A1与B1、B2、B3和C1建立连接，向这些节点请求文件块。步骤12，B1、B2、B3依据A1的本地上传贡献与全局供种贡献值的方式计算节点的 优先级，由于A1作为供种节点，具有较高的全局供种贡献值，其优先级较高，B1、B2、B3优先 为A1提供上传，提高了 A1的下载速率。在第二实施例可见，本发明能有效地奖励供种节点，提供其下载速率，从而达到激 励节点供种的目的。最后应说明的是，以上实施例仅用以描述本发明的技术方案而不是对本技术方法 进行限制，本发明在应用上可以延伸为其他的修改、变化、应用和实施例，并且因此认为所 有这样的修改、变化、应用、实施例都在本发明的精神和教导范围内。
权利要求
一种集中式块交换P2P文件共享系统的节点供种激励方法，包括步骤10)、节点向服务器提供其它节点的本地供种贡献值；步骤20)、服务器根据各节点的本地供种贡献值来基于反馈可信度计算各节点的全局供种贡献值；步骤30)、服务器为各节点返回其他节点的全局供种贡献值；步骤40)、节点根据各节点的全局供种贡献值相应的优先级来提供上传服务。
2.权利要求1的方法，其中，步骤10)中，节点周期性地将该周期时间内与其交互的各节点的本地供种贡献值携带在注册消息 中发送至服务器。
3.权利要求2的方法，其中，步骤10)中，所述本地供种贡献值是指节点的上传速率。
4.权利要求1的方法，其中，步骤20)中，服务器根据各节点的本地供种贡献值和该值对应的反馈可信度来计算该节点j的全局供种贡献值GTj⑴，GTj(t) = X θ * LTim LTij (t),=I,表示节点j在节点i处的本地供种贡献值，θ i表示该贡献值对应的反馈可信度。
5.权利要求4的方法，其中，步骤20)中，反馈可信度以供种贡献值与其他节点提供的 供种贡献值的差异度来衡量，某节点提供的贡献值与大多数其它节点提供的供种贡献值差 距大，说明该可信度低。
6.权利要求1的方法，其中，步骤30)中，服务器为各节点返回应答信息，在应答消息中 携带其他节点的全局供种贡献值。
7.权利要求1的方法，其中，步骤40)中，节点依据其他节点的优先级提供上传服务，优 先为高优先级的节点提供上传，其中，优先级通过加权各节点的本地供种贡献值与全局供 种贡献值来获取。
8.权利要求7的方法，其中，步骤40)中，节点j在节点i处的优先级Pij=(1-Θ) Lij+ θ Gu，其中，Lu表示节点j在节点i处的本地供种贡献值，Gj表示节点j的全局供种贡 献值，θ表示加权因子，0< θ < 1。
9.一种集中式块交换Ρ2Ρ文件共享系统，包括多个节点，每个节点用于向服务器提供其它节点的本地供种贡献值，根据各节点的全 局供种贡献值相应的优先级来提供上传服务；服务器，根据各节点的本地供种贡献值来基于反馈可信度计算各节点的全局供种贡献 值，为各节点返回其他节点的全局供种贡献值。
10.权利要求9的系统，其中，每个节点周期性地将该周期时间内与其交互的各节点的 本地供种贡献值携带在注册消息中发送至服务器。
11.权利要求10的系统，其中，本地供种贡献值是指节点的上传速率。
12.权利要求9的系统，其中，服务器根据各节点的本地供种贡献值和该值对应的反馈可信度来计算节点j的全局供种贡献值GTj⑴，GTM = Σ θ * LTw、LTij (t)表示节点j在‘=1 ,节点i处的本地供种贡献值，θ i表示该贡献值对应的反馈可信度。
13.权利要求12的系统，其中，反馈可信度以供种贡献值与其他节点提供的供种贡献 值的差异度来衡量，某节点提供的贡献值与大多数其它节点提供的供种贡献值差距大，说明该可信度低。
14.权利要求9的系统，其中，服务器为各节点返回应答信息，在应答消息中携带其他 节点的全局供种贡献值。
15.权利要求9的系统，其中，每个节点依据其他节点的优先级提供上传服务，优先为 高优先级的节点提供上传，其中，优先级通过加权各节点的本地供种贡献值与全局供种贡 献值来获取。
16.权利要求15的系统，其中，节点j在节点i处的优先级=(1- e )LU+ e Gu，表示节点j在节点i处的本地供种贡献值，Gj表示节点j的全局供种贡献值，e表示加权因子，o < e < 1。
全文摘要
本发明提供一种集中式块交换P2P文件共享系统及其节点供种激励方法，包括多个节点中的每个用于向服务器提供其它节点的本地供种贡献值，根据基于各节点的全局供种贡献值获取的优先级来提供上传服务；服务器根据各节点的本地供种贡献值来基于反馈可信度计算各节点的全局供种贡献值，为各节点返回其他节点的全局供种贡献值。本发明能有效抑制恶意节点进行贡献值欺骗，提高了全局供种贡献值的准确度，并且能有效奖励供种节点，提高其下载速率，达到激励节点供种的目的。
文档编号H04L29/08GK101873345SQ20101019311
公开日2010年10月27日 申请日期2010年5月27日 优先权日2010年5月27日
发明者张瀚文, 张玉军, 满金贵, 王淼, 许智君 申请人:中国科学院计算技术研究所