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优化无线Ad-Hoc网络中P2P文件搜索的跨层设计策略
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更新于2024-08-31
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本文主要探讨了通信与网络中的无线Ad-Hoc网络(Wireless Ad-Hoc Network, WANET)中P2P文件搜索机制的优化研究。无线Ad-Hoc网络由于其便捷性和移动性,在无线通信领域占据重要地位,尤其在P2P网络中,文件共享是常见的需求。然而,直接在现有WANET中应用传统的P2P技术会导致系统开销增加,查询效率低,影响整体网络性能。 针对这些问题,作者提出了一个跨层设计思路,将查询和路由功能进行整合。具体而言,通过分布式哈希表构建了一种树状网络拓扑结构,这使得文件位置信息可以被有效地分布在各个节点上。每个网络成员不仅存储文件内容,还保留了网络资源的位置和路由信息,实现了高效且精准的文件定位查询。这种方法在保持P2P数据共享的同时,减少了冗余查询,提高了搜索和下载效率。 系统的核心在于树形逻辑结构的管理,新节点通过单点接入的方式加入网络,并遵循网络ID的一致性和唯一性,确保了树状结构的稳定。通过全局统一的文件名哈希表,网络成员能够快速找到文件的准确位置,降低了查找路径的复杂性,进而提升了整体的下载速度。 这篇论文关注的是如何在无线Ad-Hoc网络环境中,通过优化P2P文件搜索机制,提升网络的性能和用户体验,减少资源浪费,为用户提供更加高效、便捷的文件共享服务。这一跨层设计策略对于无线网络的发展和实际应用具有重要的理论和实践价值。
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通信与网络中的无线通信与网络中的无线Ad-Hoc网络中网络中P2P文件搜索机制的研究文件搜索机制的研究
1 引言 无线Ad-Hoc网络因其构建容易、支持用户移动性的特点,在无线通信领域中占有极其重要的地位并
具有广阔的应用前景。无线通信技术、移动技术的发展为无线Ad-Hoc网络(WANET)提供了更广泛的应用空间。
经常使用文件共享的P2P网非常适合 WANET。然而,在现有的无线Ad-Hoc网络中直接应用P2P技术,会造成
系统开销大量增加,传输效率及查询成功率不高,从而影响整个网络的性能。在无线Ad-Hoc网络(WANET)中方
便快捷地实现P2P数据共享与交换,改善文件搜索和下载机制成为广泛关注的课题。 这里提出一种将查询
功能和路由功能统一的跨层设计方案,利用分布式哈希表建立树状网络拓
1 引言
无线Ad-Hoc网络因其构建容易、支持用户移动性的特点,在无线通信领域中占有极其重要的地位并具有广阔的应用前
景。无线通信技术、移动技术的发展为无线Ad-Hoc网络(WANET)提供了更广泛的应用空间。经常使用文件共享的P2P网非常
适合 WANET。然而,在现有的无线Ad-Hoc网络中直接应用P2P技术,会造成系统开销大量增加,传输效率及查询成功率不
高,从而影响整个网络的性能。在无线Ad-Hoc网络(WANET)中方便快捷地实现P2P数据共享与交换,改善文件搜索和下载机
制成为广泛关注的课题。
这里提出一种将查询功能和路由功能统一的跨层设计方案,利用分布式哈希表建立树状网络拓扑结构,使用P2P位置查找
技术将文件位置信息分配在其间,每一网络成员都存储和保留系统资源的位置及路由信息,实现共享文件的定位查询。在
WANET中实现查询和路由功能的统一,提高文件搜索和下载效率,定向查询网络资源,降低冗余开销。
2 系统概述
这里WANET通过节点间的树形逻辑结构解决共享文件的定位查询问题,随着网络新节点的加入树形拓扑结构增大。新节
点只能通过某一个邻居节点加入 WANET,每个WANET向外提供唯一的网络ID,在同一ID的网络中,每个节点只能拥有一个
双亲节点。网络有一个层次分明的树状拓扑结构,这种结构有助于查找文件路径(即从存放路径的节点获得到达文件存储节点
的路由),以便从文件存储节点下载文件。
为了存储和保留位置信息以及路由信息,系统使用全分布哈希表,关键词是所要共享文件的文件名,值是共享文件的全球
统一的位置信息(节点MAC地址和节点文件的全路径)。用一维空间来存储关键词和哈希值对,通过统一的哈希函数将每个关键
词映射到哈希链上的对应位置。统一的函数有助于节点之间信息分配的平衡, WANET中的每个节点负责存储一段哈希链(与
哈希表上的索引项对应)。如果某一节点负责哈希链段上包含某一文件哈希值,称该节点为文件的路径节点 (Pnode),存储文
件F的节点就称为文件节点(Fnode)。因此Pnode存储携带位置信息的索引,Fnode存储实际文件。因此,访问一个文件的步骤
如下:查询节点(Qnode)哈希被搜索的文件名以确定哈希链上的值;访问Pnode(哈希值包含在Pnode负责的哈希链内);从
Pnode获取被搜索文件的位置(即Fnode)并确定从Pnode小节点到Fnode的路由;从Qnode获取到Qnode-Fnode的路由,访问
Fnode,文件从 Fnode被下载。
3 树形拓扑的建立和节点文件定位
图1d表示一个含有7个节点的WANET网络,在该网络中,假定节点A、B、C、D、E、F、G提供的共享文件分别为
(α1α2)、(β1β2)、(γ1)、(δ1 δ2)、(σ1)、(ε1)、(η1η2)。
3.1 WANET网络系统树形拓扑的建立
假设网络组建初期只有一个初始节点A,要建立一个如图1d所示的7个节点的WANET文件共享网络,树形拓扑的建立过程
如下:
(1)节点A对自己的两个共享文件α1、α2哈希后将值映射到整段共享文件哈希链上,如图2a所示。
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