专利名称：基于用户社会属性的p2p内容分发方法及系统的制作方法
基于用户社会属性的P2P内容分发方法及系统
权利要求
1.一种基于用户社会属性的P2P内容分发网络，包括中心服务器、边缘服务器以及以对等网络P2P子网，其中，所述边缘服务器与所述中心服务器以专用网络或高速网络连接， 所述边缘服务器与P2P子网通过互联网连接，所述P2P子网由多个用户终端组成；其特征在于，所述中心服务器用于获取P2P子网中各用户与本内容分发网络的交互行为，并对用户进行跟踪，根据用户的交互行为和跟踪信息，计算用户的文件需求及需求程度；根据用户的文件需求及需求程度进一步进行用户之间的需求相似性计算、需求预测计算，并根据用户社会属性的变化以及不断获取的用户需求信息进行需求进化处理；其中，用户社会属性包括用户的身份、职业、喜好信息；所述中心服务器还用于存储用户的身份、职业、喜好的注册信息；并根据用户对文件的需求以及需求程度，确定用户的喜好、用户身份及其变化、用户的职业及其变化，将需求以及需求长度相近的用户互设为邻居节点；确定文件被下载的需求超出设定阈值时，将相应文件推荐到需求量大的边缘服务器或推荐到所有未存储相应文件的边缘服务器；所述边缘服务器用于负责用户节点的加入、离开P2P子网的处理，并在接收到用户的文件下载请求后，向与该边缘服务器连接的P2P子网中用户发送文件查询请求，在获取具有查询文件的响应后，为请求文件下载的用户提供文件分发服务；以及，在该边缘服务器上无所请求文件以及与该边缘服务器连接的P2P子网中所有用户也无所请求文件时，向其他边缘服务器发送文件下载请求，从其他边缘服务器下载文件并存储；在接收到其他边缘服务器的文件下载请求时，为请求文件下载的边缘服务器提供文件分发服务；用于负责维护该边缘服务器文件列表，添加新文件以及删除文件；负责选择预存的文件列表，并选择合适的时机，从其他边缘服务器获取需要预存的文件；以及，从所述中心服务器获取用户对文件需求的进化信息，对自身存储文件进行调整；所述用户终端用于提供与用户的交互环境，用户通过交互环境进行文件信息浏览、文件搜索、文件上传、文件下载和文件评分操作；以及提供获取用户行为和跟踪用户行为的上下文感知环境；用于收集和维护节点数据，所述节点数据包括文件命中效果矩阵数据和局部相似性数据；以及，在作为用户节点加入P2P子网时根据网络配置维护自身的邻居节点； 以及在邻居节点离开P2P子网时自动更新邻居节点列表。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述中心服务器进一步包括节点行为信息获取单元、数据处理单元和系统管理单元，其中，所述节点行为信息获取单元进一步包括交互行为获取子单元，用于负责在用户节点交互行为发生时，获取所产生的各用户节点的交互行为；其中，所获取的节点交互行为至少包括浏览、搜索、下载、上传和评分；交互行为跟踪子单元，用于负责对所获取到的每个用户节点交互行为进行跟踪，获得与该交互行为相关的信息；交互行为分析子单元，用于利用交互行为获取子单元以及交互行为跟踪子单元各自所获取的信息，分析用户节点的交互行为反映出的用户节点对文件的需求及需求程度；所述数据处理单元进一步包括需求相似性计算子单元，用于利用所述节点行为信息获取单元所获取的用户节点的需求及需求程度信息，计算节点之间内容的需求相似性；以及，根据用户节点和边缘服务器的需求，计算节点组织间的相似性，并发送到相应的节点或边缘服务器；需求预测计算子单元，用于根据用户节点之间内容的相似性数据，预测用户节点和用户节点组的文件需求，将对用户节点的文件需求预测，推荐给用户节点，将对节点组的文件需求预测发送给相应的边缘服务器，为边缘服务器的文件准备提供依据；进化处理子单元，用于按时段更新需求相似性数据和需求预测数据，并将相应的需求文件发送给相应的节点和边缘服务器。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述需求相似性计算子单元计算节点之间内容的需求相似性，具体为，令C = (ci; c2, . . . cn)表示内容Ci的集合，P = (Pl, p2, . . . pm)表示节点Pi的集合，用 r^·表示节点Pi对内容…的需求程度，r^. e (1,2, ... k)具有k个不同级别的需求程度， 则节点之间内容需求的相似性由下式计算
4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述需求预测计算子单元根据用户节点之间内容的相似性数据，预测用户节点和用户节点组的文件需求，具体为，
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述用户节点申请加入网络时，由所述中心服务器根据当前节点与各边缘服务器加入后的相似性计算结果为用户节点分配边缘服务器；当用户节点拟加入某边缘服务器后导致该自治域的整体相似性计算结果小于设定阈值时，不允许该用户节点加入，所述中心服务器为所述用户节点重新分配边缘服务器；所述用户节点不能加入任何边缘服务器时，则整体调低整体相似性阈值，再重新确定所述用户节点能加入的边缘服务器，其中，整体相似性阈值的浮动不超出设定区间。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述中心服务器向所述边缘服务器周期性地发送探测消息，检测所述边缘服务器是否在线；所述边缘服务器周期性地向P2P子网中用户节点发送探测消息，检测所述用户节点是否在线；所述边缘服务器向P2P子网中用户节点或其他边缘服务器发送文件查询请求后，规定时间内返回的确认消息为有效消息，否则查询失败。
7.一种基于用户社会属性的P2P内容分发方法，应用于P2P内容分发网络中，所述P2P 内容分发网络包括中心服务器、边缘服务器以及以对等网络P2P子网，其中，所述边缘服务器与所述中心服务器以专用网络或高速网络连接，所述边缘服务器与P2P子网通过互联网连接，所述P2P子网由多个用户终端组成；其特征在于，所述方法还包括用户节点加入P2P子网的请求后通知所述中心服务器，所述中心服务器获取所述用户节点的注册信息，根据用户节点的注册信息计算所述用户节点加入各边缘服务器后的相似性计算结果，并使用户节点加入到相似性最大的结果对应的边缘服务器；用户节点向边缘服务器发送文件下载请求后，所述边缘服务器向与该边缘服务器连接的P2P子网中用户发送文件查询请求，在获取具有查询文件的响应后，为请求文件下载的用户提供文件分发服务，并且，在该边缘服务器上无所请求文件以及与该边缘服务器连接的P2P子网中所有用户也无所请求文件时，向其他边缘服务器发送文件下载请求，从其他边缘服务器下载文件并存储；所述边缘服务器接收到其他边缘服务器的文件下载请求时，为请求文件下载的边缘服务器提供文件分发服务；所述中心服务器获取P2P子网中各用户与本内容分发网络的交互行为，并对用户进行跟踪，根据用户的交互行为和跟踪信息，计算用户的文件需求及需求程度；根据用户的文件需求及需求程度进一步进行用户之间的需求相似性计算、需求预测计算，并根据用户社会属性的变化以及不断获取的用户需求信息进行需求进化处理；其中，用户社会属性包括用户的身份、职业、喜好信息；所述中心服务器还用于存储用户的身份、职业、喜好的注册信息；并根据用户对文件的需求以及需求程度，确定用户的喜好、用户身份及其变化、用户的职业及其变化，将需求以及需求长度相近的用户互设为邻居节点；确定文件被下载的需求超出设定阈值时，将相应文件推荐到需求量大的边缘服务器或推荐到所有未存储相应文件的边缘服务器；接收到推荐的边缘服务器从其他边缘服务器获取需要预存的文件并存储； 所述中心服务器进一步计算出用户对文件需求的进化信息，并通知相关的边缘服务器，边缘服务器根据所述中心服务器所通知的进化信息对自身存储文件进行调整。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述计算节点之间内容的需求相似性，具体为，令C= (ci; C2, . . . cn)表示内容Ci的集合，P= (P1, P2,... pm)表示节Api的集合，用 r^·表示节点Pi对内容…的需求程度，r^. e (1,2, ... k)具有k个不同级别的需求程度， 则节点之间内容需求的相似性由下式计算
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据用户节点之间内容的相似性数据，预测用户节点和用户节点组的文件需求，具体为，
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括所述用户节点申请加入网络时，由所述中心服务器根据当前节点与各边缘服务器加入后的相似性计算结果为用户节点分配边缘服务器；当用户节点拟加入某边缘服务器后导致该自治域的整体相似性计算结果小于设定阈值时，不允许该用户节点加入，所述中心服务器为所述用户节点重新分配边缘服务器；所述用户节点不能加入任何边缘服务器时，则整体调低整体相似性阈值，再重新确定所述用户节点能加入的边缘服务器，其中，整体相似性阈值的浮动不超出设定区间；所述中心服务器向所述边缘服务器周期性地发送探测消息，检测所述边缘服务器是否在线；所述边缘服务器周期性地向P2P子网中用户节点发送探测消息，检测所述用户节点是否在线；所述边缘服务器向P2P子网中用户节点或其他边缘服务器发送文件查询请求后，规定时间内返回的确认消息为有效消息，否则查询失败。
全文摘要
本发明公开了一种基于用户社会属性的P2P内容分发网络，包括中心服务器、边缘服务器以及以对等网络P2P子网，其中，所述边缘服务器与所述中心服务器以专用网络或高速网络连接，所述边缘服务器与P2P子网通过互联网连接，所述P2P子网由多个用户终端组成；所述中心服务器用于获取P2P子网中各用户与本内容分发网络的交互行为，并对用户进行跟踪，根据用户的交互行为和跟踪信息，计算用户的文件需求及需求程度；根据用户的文件需求及需求程度进一步进行用户之间的需求相似性计算、需求预测计算，并根据用户社会属性的变化以及不断获取的用户需求信息进行需求进化处理。本发明同时公开了一种基于用户社会属性的P2P内容分发方法。本发明提升了内容分发效率。
文档编号H04L29/08GK102571839SQ20101059089
公开日2012年7月11日 申请日期2010年12月15日 优先权日2010年12月15日
发明者孟祥武, 张玉洁, 张玮宇, 李建强, 马文明, 黄永生 申请人:北京邮电大学