专利名称：一种基于贡献值的园区网p2p激励方法
技术领域：
本发明涉及一种基于贡献值的园区网P2P激励方法，应用于计算机网络技术领域。
背景技术：
对等网络(P2P)是一种由若干协作的计算机构成的开放、匿名的网络。从服务的观点看，在这种网络中所有节点均是对等的，每个节点既是服务的提供者，也是服务的接受者。传统的P2P系统没有提供有效的激励机制，网络中各个节点互不从属于，均为自我管理并自主决定资源贡献，从而使大多数节点都表现出自私行为，进而导致下面两种现象的大
量存在(I)搭便车(Free Riders)[1]现象大多数节点都不愿共享自己的资源，而是以一个搭便车者的身份去使用其他节点提供的免费可用资源。(2)公共悲剧(Tragedy of Common)现象由于P2P网络系统上大量相同资源的传播，从而造成了长期以来共享资源逐渐趋于一致，没有人愿意共享新的资源，大量重复资源作为非排他性的公共资源被大多数网络节点无节制地使用。在Gnutella统计中，70%的用户从来不共享任何文件，50%的文件查询响应来自1%的共享用户。本专利发明人通过对所在单位校园网P2P数据交换平台的数据分析发现，50%的节点从来不共享任何文件，90%的共享文件时由8%的节点提供。由此节点的自私行为严重影响了 P2P系统资源的平衡，降低了 P2P网络的效率[5]，因此，必须对搭便车和公共悲剧行为进行有效的抑制。节点自私行为的存在，严重影响了 P2P系统设计初衷的实现。目前，学者提出了多种解决这一问题的方法，其中效果较好、比较有代表性的一类方法是采取激励机制，主要包括基于信誉的激励机制、基于互惠互利模型的激励机制和基于虚拟货币模型的激励机制
坐寸ο(I)基于信誉的激励机制基于信誉的机制主要是在P2P网络中引入了一个等级的概念，即每一个节点根据自己在网络的历史行为情况获得由网络中与它邻近的其他节点所评价得出的信誉值。基于信誉的激励机制的重点是尝试将节点的QoS和节点给系统作出贡献的程度相结合。节点维护其它节点的行为历史，并在后来使用这些信息进行决策。节点A决定是否向节点B提供服务，基于节点B向系统中节点提供服务的情况。基于信誉的激励方法对大规模的节点、高度动态的成员构成以及非频繁的重复交互的P2P系统具有良好的可扩展性。各种基于信誉的激励机制的不同在于信誉值的计算以及信誉到具体决策策略的映射。在信誉值的计算上，基于信誉的激励机制依赖于其它节点提供的推荐，因此需要有效应对其它节点提供的不诚实推荐。一般有三种方法实现信誉值的计算1)通过私有的历史，即利用直接经验进行信任评价。这种方法适用于系统规模比较小的情况，并且在节点之间兴趣不对称的情况下难以实用。2)基于全局历史共享客观信誉(ObjectiveReputation)。这种方法无法区分其它节点提供的经验是否真实可信，无法应对不诚实反馈的攻击，并且在非结构化的P2P网络中很难得到节点的全局历史，因此难以实现。3)基于全局历史共享的主观信誉(Subjective Imputation)。这种方法在非结构化的P2P网络中同样面临难以实现的问题。为此，有方法根据非结构化P2P网络的特点，提出基于部分历史共享的主观信誉。这种方法能够有效地应对不诚实反馈问题，同时在非结构化网络中易于实现，是一种可行的方案。该方法使用邻居节点之间有限的信任信息交换实现信任评价，并且引入自适应的遗忘因子来应对恶意节点的策略性行为改变。在推荐信任度的计算上，我们使用服务信任和推荐信任度计算相分离的方法，并动态地根据交互结果进行推荐可信度的更新，能够有效地应对恶意节点的合伙欺骗行为和诽镑行为。为了防止节点在建立良好信誉之后不再提供服务，该方法在信任值计算时考虑时间因素，在没有新的交互经验发生时 /[目任随时间裳减。因此， 目任值的计算是时间相关的函数。
(2)基于互惠互利模型的激励机制
基于直接互惠的机制的基本思想是P2P网络中的服务提供节点在为其他节点提供服务后能得到某种直接优惠，该机制是资源交换非常有效的方式，但它存在只针对某一次资源交换的传输有效的弱点。也就是说每个节点对于其他节点历史信息的维护仅存在于一次交换中，在该次交换结束后，互相提供服务的节点对彼此的贡献情况将一无所知。虽然 eMule和eDonkey不是采用针对一次传输的短暂性双向激励方式,它考虑对等节点的历史记录并进行积分排队，从而提供差异服务。但是经过统计表明，在大部分情况下也只有3% 的节点的上传会给自己以前认识的节点，而其它上传是无法提供差异服务的。
(3)基于博弈论的激励机制
Tit-for-tat是典型的基于博弈论的激励机制，该机制用于博弈论的囚徒困境博弈中的一个重要策略，可以依据对手的策略选择自己的优势策略。该策略的核心就是为了最大化自己的利益，参与者之间会互相合作。根据结点贡献的上载率，将N个结点从N到I 降序排序。上载结点将选择u个结点去上载，u为结点并发上载连接数,因此结点N、N-1、···、 Ν-u+l将被选择去下载共享文件。由于上载结点从以上u个结点获得了较高的上载率，因此上载结点将和这u个结点保持连接。现在考虑结点N-u,由于它贡献的上载率较少,它将不可能获得下载连接，结点N-u的下载率为零。为了在下一轮中获得下载率，结点N-u不得不提高自己的上载率，至少要超出结点Ν-u+l所提供的上载率，才能保证在下一轮获得下载连接。如此反复博弈，每个结点为获得最大的利益就不得不贡献自己最大的上载宽带给系统。
(4)基于虚拟货币的激励机制
基于虚拟货币的激励机制的主要思想是资源消费者应当为资源提供者支付一定的报酬，节点用这种虚拟货币来换取各种服务。采用该机制的系统要设计出一整套完善的经济模型来控制虚拟货币的顺利流通，同时需要系统提供有效的安全措施，保证公平性。这种激励机制模型比较复杂，实现起来比较困难。
从激励机制设计的角度来看，系统应满足公平性、经济性、差异性和多样性的特点。即节点的贡献越多，其获得的收益越多；应充分利用提供的资源，避免资源浪费；应激励原始共享的节点，加快资源的更新；鼓励冷门资源的共享，保证资源的丰富。从这个角度上，对比了上述三种激励机制，对比结果见表I。从表I可以看出，上述三种方法各有不足，需要提出一种新的方法，完善这种机制。表I四种激励机制对比
权利要求
1.一种基于贡献值的园区网P2P激励方法，其特征在于，该方法包括如下步骤 O获取节点中共享文件的共享周期，文件的共享周期
全文摘要
本发明涉及一种基于贡献值的园区网P2P激励方法,本发明采取当前节点为其他节点所共享的资源大小和共享率为主要设计因素，共享资源越多的节点将获得更多贡献值；共享率越高也将获得更多贡献值。本发明同时还考虑其他多个因素。单个共享资源大小和共享时间长短、资源分类等。本发明综合各种因素作为单个节点贡献值的依据，以此来提高资源质量和激励机制的公平性，经济型，差异性和多样性。
文档编号H04L29/08GK102932460SQ20121043691
公开日2013年2月13日 申请日期2012年11月6日 优先权日2012年11月6日
发明者于樊鹏, 周欣, 贾卓生, 王 锋, 杨志军, 王宇杰 申请人:北京交通大学