专利名称：一种基于gossip的快速覆盖网络构建方法
技术领域：
本发明涉及信息领域，尤其涉及一种基于gossip的快速覆盖网络构建方法。
背景技术：
基于gossip (闲话)协议的覆盖网络系统已经成为构建覆盖网络的主流方式，其 协议简单通过成对节点之间不停交换各自的邻居节点信息来实现拓扑的维持与进化。如 果网络不存在剧烈的拓扑关系变化，随着节点加入覆盖网络的时间推移，整个覆盖网络最 终将会达到一种相对稳定的状态(就是每个节点的邻居集合不会有剧烈变化)，称之为覆 盖网络收敛。此协议易于实现和部署，使得很多基于点对点方式的覆盖网络应用都采用 gossip方式作为底层的覆盖网络构建方式，其特点包括(1)覆盖网络中的任意节点A维持一个定时器(时长为T)，同时维持一个邻居节 点集合Na，Na的大小为n，即邻居节点集合Na中存放节点A的η个邻居节点。节点A从自己 的邻居节点集合Na中随机选取一个邻居节点B。由于覆盖网络中任意节点维持机制一样， 节点B也维持定时器和长度为η的邻居节点集合，记为Νβ。(2)节点A将自己的邻居节点集合Na中的所有η个节点延时由小到大排序，然后 按序将这η个邻居节点的信息发送给节点B。(3)节点B收到节点A发送的邻居节点集合Na中η个节点的信息后，将Na与与自 己的邻居节点集合Nb合并，合并时将Na与Nb中所有节点按照延时大小由小到大排序，并去 除可能存在的相同节点，保留延时最小的η个节点存放到邻居节点集合Nb，即合并后新的邻 居节点集合Nb所含节点数目仍与原来一样。使用与O)同样的方式将节点B新的邻居节 点集合Nb中η个节点的信息发送给节点A ；(4)节点A将收到的邻居节点集合Nb与自己的邻居节点集合Na进行合并，合并时 将队与队中中所有节点按照延时大小由小到大排序，并去除可能存在的相同节点。保留延 时最小的η个节点存放到邻居节点集合Να，即合并后新的邻居节点集合Na所含节点数目仍 与原来一样。(5)节点Α、节点B等待各自定时器超时，定时器超时后，重复上述⑴ (4)四个 步骤，并一直继续维持下去。以上步骤应用于覆盖网络中的所有节点，可参见Jelasity Μ. , Montresor A. andBabaoglu 0. ,"Gossip-based aggregation in large dynamic networks，，，ACM Trans. On Computer Systems,2005,23(3) :219252。对于大多数采用gossip协议的覆盖网络构建方法，当节点找到了最近的邻居节 点就认为这个节点处于相对稳定的局部自身拓扑。因为随着时间推移，即使仍然存在定期 与邻居节点来交互各自的拓扑信息，由于筛选时将保留离自己最近的邻居，故可认为自身 拓扑(邻居节点集合)经过一段周期的演化以后不会有较大的变化，但目前基于gossip的 覆盖网络构建方式都存在以下问题(1)每个节点的邻居节点集合互不相同，这决定了节点之间存在差异性，所以他们到达最优状态的时间点是不一样的，对于刚加入的节点主要任务是尽快使自身拓扑稳定， 但是完全的邻居节点信息交换仍然不能满足快速的需求。(2)当节点的邻居节点集合已经处于相对稳定的状态，即节点达到了相对稳定的 局部拓扑，大量而又完全的邻居节点交换并不能带来邻居集合的剧变，相反浪费了网络带 宽资源。
发明内容
本发明的目的是针对现有基于gossip方式的覆盖网络构建方法没有考虑节点差 异性导致构造过程前期覆盖网络收敛过慢，后期无用拓扑信息交换量过大造成带宽浪费的 缺陷，设计的一种动态的拓扑信息交换方式。实现本发明目的采用的技术方案是一种基于gossip的快速覆盖网络构建方法， 对覆盖网络中的所有节点，执行以下步骤步骤1，覆盖网络中的任意节点A维持一个定时器，时长为T，同时维持一个邻居节 点集合Na，Na的大小为η ；节点A从邻居节点集合Na所存节点中随机选取一个节点B ；节点 B也维持一个定时器，时长为Τ，同时维持一个邻居节点集合Nb，Nb的大小为η ；步骤2，节点A将邻居节点集合Na中的节点按延时由小到大排序，然后从中选择\ 个延时最小的节点作为一个子集Sa ；其中，构成子集\的节点个数)(Α，根据节点A加入到覆盖网络到当前时间的时间 长度tA决定，公式表达为
权利要求
1. 一种基于gossip的快速覆盖网络构建方法，其特征在于对覆盖网络中的所有节 点，执行以下步骤步骤1，覆盖网络中的任意节点A维持一个定时器，时长为T，同时维持一个邻居节点集 合Na，Na的大小为η ；节点A从邻居节点集合Na所存节点中随机选取一个节点B ；节点B也 维持一个定时器，时长为Τ，同时维持一个邻居节点集合Nb，Nb的大小为η ；步骤2，节点A将邻居节点集合Na中的节点按延时由小到大排序，然后从中选择、个 延时最小的节点作为一个子集Sa ；其中，构成子集Sa的节点个数Xa，根据节点A加入到覆盖网络到当前时间的时间长度 tA决定，公式表达为 301(0 = 1 + 一/ +10，e为自然对数；步骤3，节点A将子集Sa发送给节点B ；步骤4，节点B收到节点A发送的子集\后，将子集Sa与邻居节点集合Nb合并，得到新 的邻居节点集合队，合并方式为将子集\所含节点与邻居节点集合Nb所存节点一起按照延 时大小由小到大排序，并去除重复的节点，保留延时最小的η个节点作为新的邻居节点集 合Nb所存内容；然后从新的邻居节点集合Nb中选择&个延时最小的节点作为一个子集&， 并将子集&发送给节点A ；其中，构成子集&的节点个数Xb，根据节点B加入到覆盖网络到当前时间的时间长度、决定，公式表达为 30二1 + gfa/2_6>+10，e 为自然对数；步骤5，节点A将收到的子集&与邻居节点集合Na合并，得到新的邻居节点集合Na ；合 并方式为，将子集&所含节点与邻居节点集合Na所存节点一起按照延时大小由小到大排 序，并去除重复的节点，保留延时最小的η个节点作为新的邻居节点集合Na所存内容；步骤6，节点A和节点B等待各自定时器超时，定时器超时后，重复上述步骤1 5共五 个步骤。
全文摘要
本发明公开了一种基于gossip的快速覆盖网络构建方法，这种方式考虑了每个节点所持有的邻居集合的差异性，提出了一种动态自适应的拓扑信息交换机制。这种机制可以使得覆盖网络构建阶段前期节点可以快速的进行拓扑信息交换来达到拓扑信息的相对稳定状态；而在节点达到相对拓扑稳定后的拓扑维持阶段使得节点进行较小的拓扑信息交换来避免额外的信息交换而浪费网络带宽资源。
文档编号H04W16/00GK102098677SQ200910273158
公开日2011年6月15日 申请日期2009年12月11日 优先权日2009年12月11日
发明者向斯达, 王亦民, 胡瑞敏, 陈铙 申请人:武汉大学