第
36
卷第
11
期
2009
年
11
月
w
字臼
n-
科·旦
QU-
机旦
u-
算旦
计
nu
一
Vo
l.
36
No.
11
Nov
2009
一种结构化
P2P
网络动态负载均衡算法的研究
陆垂伟1,
2
李之棠
l
林怀清
1
黄庆凤
1
张冶江
I
(华中科技大学计算机学院
武汉
430074)1
(黄石理工学院计算机学院
黄石
435003)2
摘 要
负载均衡是
P2P
网络的研究热点之一,当前负载均衡技术存在负载均衡程度低、假设条件过多等问题。提
出一了种增强型负载均衡算法
ELB_P2P
,它根据节点的承载能力为其分配相应大小的可动态调整的
E
地址空间以
及合理的载荷,在负载转移时自动选择延迟小带宽高的轻载节点,并引入负载转移流量控制机制。实验表明,相对于
Chord
等传统
P2P
协议,
ELB]2P
算法有更快的负载均衡速度、灵小的负载均衡开销,系统稳定性好,在网络重载情
况下也能取得较低的负载不平衡度,并且对节点属性没有苛刻的限制和假定。
关键词
负载均衡,均衡开销,
P2P
网络,虚拟服务器
中图法分类号
TP393.3
文献标识码
A
Dynamic
Load-balancing
Algorithm
on
Structured
P2P
Network
LU
Chui-wei
l
•
2
LI
Zhi-tang
l
Ll
N Huai-qin
l
HUANG
Qing-feng
l
ZHANG
Y
e-
jiang
l
(Cornputer
Sc
hool. Huazhong University
of
Sαence
and
Technology.Wuhan
430074
,
China)1
(Cornputer
Sc
hool
, Huangshi Institute
of
Technology, Huangshi
435003
, China)
2
Abstract
Lo
ading balancing is one of research
hotspot
of
P2P
networ
k.
There
exist many problems such as low load-
balancing degree and excess assumption conditions etc. in existing load-balancing technology.
The
paper proposed
an
en-
hanced load-balancing algorithm: ELB_P2P.
The
algorithm assigns
rationalload
and corresponding
ID
address space
that
can
be
dynamicly regulated to every peer in
P2P
syste
皿
In
addition.
the
algorithm introducesd flux control mechanism,
and automatically selected light load peers
with
low delay and high bandwidth for load diversio
n.
The
experiments dem-
onstrate:
compared
with
traditional Chord protocol,
the
ELB
一
P2P
algorithm has faster velocity of load balancing, less
spending
of
load-diversion, and more excellent stability of
P2P
system
, furthermore,
it
still obtains high load-balancing
degree in
the
event
that
P2P
network
load is very heavy, and
without
stern
limitation and assumption conditions aiming
to
property
of peers.
Keywords
1ρad
balanci
吨,Lo
ad-balancing
spending,
P2P
network
, Virtual servers
基于
DHT
的结构化
P2P
技术已成为当前
P2P
应用的主
流技术,它比上一代的非结构化
P2P
技术在可扩展性、负载
均衡、容错能力、资源查找速度等方面都有很大的提高。目前
有关结构化
P2P
技术的研究分支有很多,其中负载均衡是研
究的一个焦点,优秀的均衡算法能大幅度提高
P2P
系统的稳
定性和承载能力。引起系统负载不均衡的主要原因是节点上
的任务是动态随机分配的,而且任务的完成时间不确定。故
只能在运行时测量并计算节点的负载分配状况,然后根据状
况在
P2P
系统内调剂转移负载,提高整个系统的负载均衡程
度。目前,负载均衡问题已经有一些研究成果
[14]
,但仍存在
收敛速度低、负载均衡程度不高、假设条件过多过于苛刻等问
题。
本文提出了一种增强型负载均衡
(Enhanced
Lo
ad
Ba
l-
ance)
算法
ELB_P2P
,它以环形网络为基础,根据节点的负载
能力为其分配连续的IDs,并根据节点负载能力和网络规模
的变化动态调整
IDs
的大小,在负载转移时自动选择延迟小
带宽高的轻载节点,并控制负载转移流量。模拟实验表明,该
算法在节点能力不均衡的
P2P
系统中,仍有较快的负载均衡
速度、较小的负载均衡开销、较好的系统稳定性,并能在网络
重载情况下保持较低的负载不平衡度。
1
相关研究
已有许多工作致力于优化结构化
P2P
系统的负载均衡
性能。
Chord[4J
和
cm
5J
系统在均衡负载时,均假设节点能
力和每个资源、带来的资源是相同的,这简化了负载均衡算法,
但与实际情况不符,因此负载均衡性能并不理想。文献
[6J
提
出了一种基于局部网络信息的负载平衡算法,大大提高了系
统负载均衡速度,但该算法是针对同构网络设计的,且假定每
个节点的性质和能力都相同。文献
[7J
提出了一种分布式负
载均衡算法,充分考虑了链路延迟并解决了单点失效问题,负
载均衡效果良好并减少负载转移开销
45%
以上,但不适合多
种瓶颈资源
J
情况下的
P2P
系统。文献
[8J
设计了一种基于综
到稿日期:
2008-12"
16
返修日期:
2009-01-05
本文受
863
国家重点基金项目
(2007
AJ\
01Z420)
,国家自然科学基金
(60573120)
资助。
陆垂伟(1
973
一)
,男,博士生,主要研究方向为
P2P
网络、信息安全,
E-rnail:
Lc
wzrn@rnai
l.
hust.
edu.
cn;
李之棠(1
951-)
,男,教授,博士生导师,
主要研究方向为计算机网络、信息系统安全;林怀清(1
973
一)
,男,博士生,主要研究方向为
P2P
网络安全。
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43
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