柵格環(huán)境下覆蓋網絡架構的研究

精品文檔-下載后可編輯柵格環(huán)境下覆蓋網絡架構的研究【摘要】對等計算模式（Peer-to-Peer）是建設柵格網絡的關鍵技術支撐，已經在分布式計算、文件共享中得到成功應用。而覆蓋網絡可以有效地實現(xiàn)對等計算應用的各種關鍵技術。本文在對已有的一些相關成果進行研究的基礎上，提出了一個兩層的覆蓋網絡架構：應用接入覆蓋層和服務融合覆蓋層。

【關鍵詞】柵格對等計算覆蓋網絡

一、介紹

對等計算又稱P2P，是指一類系統(tǒng)或應用以非中心化的方式使用分布式資源來實現(xiàn)一個功能[1]。它具有這樣一些特點：非中心化、可擴展性、健壯性、高性價比、隱私保護、負載均衡等。由于網絡技術發(fā)展的多樣化，實現(xiàn)異構網絡之間的互聯(lián)、互通亟待解決，而對等計算模式為這一難題提供了一種有力的解決辦法。要將對等計算模式引入到各種應用中，就需要覆蓋層的支持以實現(xiàn)各種關鍵技術。

二、相關研究進展

在覆蓋層網絡系統(tǒng)模型的研究上，文獻[2-5]分別提出了一種經典的覆蓋網絡系統(tǒng)模型：Chord、CAN、Pastry、Tapestry。它們采用分布式哈希表（DHT）技術實現(xiàn)模型的結構化特性，因此，都具有收斂的查詢路由，并且提供良好的靜態(tài)負載均衡能力，另外，它們都支持大規(guī)模的分布式應用。在文獻[3]中都提出了提供通用服務的統(tǒng)一覆蓋網絡平臺的概念，這種覆蓋層服務平臺可以有效地對網絡服務資源進行整合和管理，為上層應用提供統(tǒng)一的、通用的服務保障，這就可以有效地避免各種應用競爭使用網絡資源的沖突，并有助于提升應用的整體性能。

三、應用接入覆蓋層對業(yè)務的支持

3.1應用接入覆蓋層對音視頻通信的支持

語音/視頻通信是實時交互類業(yè)務中最主要的業(yè)務類型，通過引入覆蓋層網絡技術，可以增強業(yè)務功能，為其提供更好的服務質量。而采用覆蓋網絡技術后，引入節(jié)點的概念，加入網絡中的任何一個節(jié)點都能夠有選擇地完成這些服務器功能，完成用戶的注冊、消息路由、實現(xiàn)呼叫接續(xù)以及用戶加入、退出和移動的重定向工作，實現(xiàn)服務器功能的融合。

3.2應用接入覆蓋層對信息分發(fā)的支持

在基于-訂閱的信息分發(fā)框架中，信息生產者和信息消費者被很好地進行了解藕――信息生產者無需考慮向誰提供生產的信息，信息消費者也不需要考慮從哪一個生產者那里獲取所需的信息，它的核心是由信息數據空間對所有產生的信息進行統(tǒng)一的管理、維護和提供。通過采用覆蓋網絡技術對信息數據空間的支持，可以更好的保證信息的分布式存儲、高效查找、實時分發(fā)以及相應的QOS。

為此，通過應用接入覆蓋層所提供的功能模塊針對上述信息分發(fā)的業(yè)務特點，進行應用覆蓋網絡系統(tǒng)的設計，可有效地提升信息存儲和遞送的整體性能。

四、服務融合覆蓋層對業(yè)務的支持

4.1拓撲發(fā)現(xiàn)

覆蓋層網絡的服務能力很大程度上依賴于對實際物理網絡結構信息的獲取，因此，就需要覆蓋層節(jié)點通過主動探測（ping，traceroute）或者查詢網絡層及以下所提供的拓撲探測功能（SNMP，DNS，ARP等），來獲取所需信息。

服務融合覆蓋層指定服務節(jié)點集利用底層網絡提供的服務接口以及主動探測方式，通過信息交互完成對物理網絡拓撲的發(fā)現(xiàn)以及鏈路性能信息的獲取，為應用覆蓋系統(tǒng)和服務子網的拓撲生成以及路由策略提供所需信息?？紤]到實際的物理網絡拓撲結構，可以將執(zhí)行過程分為：域間級和域內級。

4.2增強路由功能

該功能模塊主要提供服務融合覆蓋層的增強路由能力，部署的服務節(jié)點通過探測網絡實現(xiàn)對服務融合覆蓋層路徑的性能評價，為上層業(yè)務根據其需求提供性能良好的路由服務。

4.3服務節(jié)點的策略選擇和應用指定的服務子網生成

考慮信息分發(fā)以及IP語音/視頻通信中的部分業(yè)務如電話視頻會議、多方通話、遠程教育等。由于，服務節(jié)點一般部署在邊緣網接入網關以及核心網內，因此采用服務融合覆蓋層網絡技術就可以更好地節(jié)省網絡帶寬資源。

五、總結和展望

對等計算模式已經被成功地用于Internet上的分布式計算、文件共享等應用，覆蓋網絡可以有效地實現(xiàn)對等計算應用的各種關鍵技術。本文提出了一個兩層的覆蓋網絡架構：應用接入覆蓋層用于各種應用指定的網絡邊緣用戶節(jié)點的覆蓋網絡構成，針對特定的業(yè)務需求，完成分布式應用；服務融合覆蓋層用于邊緣網接入網關以及核心網節(jié)點