一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)及網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)信譽(yù)的非結(jié)構(gòu)化p2p資源搜索方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)及網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)信譽(yù)的非結(jié)構(gòu)化P2P資源搜索方法，包括如下步驟：步驟一，設(shè)置生存時間；步驟二，判斷網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)是否存在目標(biāo)資源；步驟三，判斷請求消息的生存時間；步驟四，判斷Q表中關(guān)于目標(biāo)資源的Q值是否為空；步驟五，計(jì)算獎賞；步驟六，搜索目標(biāo)資源；在鄰居網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)搜索資源，直到找到了目標(biāo)資源或者TTL為0結(jié)束。本發(fā)明能夠加快機(jī)器學(xué)習(xí)速度，減少資源查詢時間，提高搜索成功率，同時保障服務(wù)的安全可靠性。
【專利說明】一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)及網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)信譽(yù)的非結(jié)構(gòu)化P2P資源搜 索方法【技術(shù)領(lǐng)域】[0001]本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)通信搜索方法，具體涉及一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)及網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)信譽(yù)的非 結(jié)構(gòu)化P2P資源搜索方法。技術(shù)背景[0002]隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展和Internet在社會生活各個領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用和迅速 普及，信息量和用戶數(shù)量與日俱增，使得現(xiàn)有的C/S模式(即Client/Server，客戶機(jī)/服務(wù) 器)無法滿足和支持大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，由此產(chǎn)生了 P2P技術(shù)。P2P即Peer-to-Peer，也稱 為對等計(jì)算或?qū)Φ染W(wǎng)絡(luò)，是在物理網(wǎng)絡(luò)之上構(gòu)建的一種覆蓋網(wǎng)絡(luò)。目前P2P技術(shù)已經(jīng)廣泛 地應(yīng)用于文件共享、對等計(jì)算、協(xié)同工作、即時通信等諸多領(lǐng)域。P2P作為未來網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技 術(shù)之一，即核心問題就是為大量的用戶提供可靠的服務(wù)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共享。但要想充分地 利用P2P網(wǎng)絡(luò)中的各種資源，關(guān)鍵問題是快速有效地找到資源。目前，非結(jié)構(gòu)化P2P中資源 搜索方法可分為盲目搜索和信息搜索兩種:[0003]所謂盲目搜索是在完全沒有任何相關(guān)信息的前提下，試圖通過訪問足夠數(shù)量的網(wǎng) 絡(luò)節(jié)點(diǎn)來滿足資源查詢請求；該搜索方法會產(chǎn)生大量冗余消息，浪費(fèi)帶寬資源。[0004]所謂信息搜索則是利用所獲得的各種有關(guān)信息，采用啟發(fā)式方法指導(dǎo)當(dāng)前的搜 索，使得系統(tǒng)在查詢資源時具有針對性，克服盲目搜索的不足，該方法在一定程度上提高資 源查詢效率；但這種簡單的信息搜索方法的搜索成功率低，搜索效率得不到保障。[0005]非結(jié)構(gòu)化P2P的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是無規(guī)則的，這一本質(zhì)特征也導(dǎo)致了該系統(tǒng)在資源查詢 時具有較大的不確定性，因此，如何提高搜索效率對于非結(jié)構(gòu)化P2P網(wǎng)絡(luò)具有重要意義。[0006]現(xiàn)有的針對非結(jié)構(gòu)化P2P的搜索方法中基于信息搜索方法的居多，如蟻群算法， 移動代理以及基于小世界模型的語義聚類算法，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)信譽(yù)方法，等等；從搜索成功率、 產(chǎn)生的消息量、對網(wǎng)絡(luò)動態(tài)變化的適應(yīng)性和網(wǎng)絡(luò)維護(hù)等方面對這些方法分別進(jìn)行研究表 明，在一定條件下可以提高資源的搜索效率。但這些方法還具有各種各樣的缺陷，例如建立 語義小世界的搜索方法，搜索之前，對資源的整合聚類就需要花費(fèi)大量的代價，另外在資源 查詢時，由于大量的冗余消息造成的P2P系統(tǒng)帶寬浪費(fèi)問題也沒有解決，搜索效率也得不 到保障。因此，針對非結(jié)構(gòu)化P2P中資源搜索效率低等問題，需要進(jìn)一步研究尋找更加高效 的資源搜索機(jī)制是當(dāng)前P2P技術(shù)的研究重點(diǎn)。[0007]CN 101364958A公開的“一種基于非結(jié)構(gòu)化P2P網(wǎng)絡(luò)的搜索方法”，其搜索過程是: 網(wǎng)絡(luò)上的任意一個站點(diǎn)首先根據(jù)公式TTL=round(1gnN)+2、Load=nTTL分別計(jì)算一組TTL 值和網(wǎng)絡(luò)負(fù)載值Load，并計(jì)算各組值的優(yōu)先級；將優(yōu)先級的多組值中的最大值對應(yīng)的鄰接 站點(diǎn)數(shù)η和消息包存活時間TTL值確定為最終參數(shù)；然后根據(jù)查詢內(nèi)容生成一個查詢消息， 發(fā)送給所確定的最終要發(fā)送的η個鄰接站點(diǎn)；收到該查詢消息的第j個鄰接站點(diǎn)將TTL值 減j后，搜索本站資源，如果本站有要查詢的消息，則返回給發(fā)送站點(diǎn)，否則，將該查詢消息 轉(zhuǎn)發(fā)給其它鄰接站點(diǎn)；如此往復(fù)直至TTL值變?yōu)镺或搜索到所要的資源后停止。該方法具有搜索成功率高和網(wǎng)絡(luò)負(fù)載小的優(yōu)點(diǎn)，可用于在非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)中搜索文檔、音樂、電影等資 源信息。[0008]Q學(xué)習(xí)是一種典型的機(jī)器學(xué)習(xí)方法，其思想來源于條件反射理論及動物學(xué)習(xí)理論， 廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。如CN 101634995 A公開的“一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的網(wǎng)絡(luò)連接速度預(yù)測 方法”。該方法包括以下步驟:1)利用自定義瀏覽器，記錄用戶與瀏覽過的網(wǎng)站的連接速度， 作為訓(xùn)練集和測試集；2)利用獲得的網(wǎng)站連接速度，使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練并預(yù)測該用戶與訓(xùn) 練集中各網(wǎng)站的連接速度；3)根據(jù)所有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測誤差減小狀況，或者執(zhí)行步驟4)， 或者將訓(xùn)練集分成更小的訓(xùn)練集并對每個訓(xùn)練集返回執(zhí)行步驟2) ；4)使用一個決策樹測 試神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測性能；5)使用決策樹和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，預(yù)測用戶與未知網(wǎng)站的連接速度。本 發(fā)明利用人工智能技術(shù)，應(yīng)用機(jī)器學(xué)習(xí)方法來預(yù)測用戶與各個網(wǎng)站的連接速度，提升評估 網(wǎng)絡(luò)狀況的精準(zhǔn)度，充分利用到用戶帶寬，為用戶提供更好的互聯(lián)網(wǎng)體驗(yàn)。[0009]有研究者將Q學(xué)習(xí)的方法應(yīng)用在基于網(wǎng)格的P2P資源搜索中，該方法要求每個網(wǎng) 絡(luò)節(jié)點(diǎn)均維護(hù)一張Q表；Q表包含了該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的每個鄰居網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的Q值，Q值表示該鄰 居網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的資源可達(dá)性。起初，Q表部分資源的Q值是空的，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)是通過不斷地學(xué)習(xí) 網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)逐漸建立并豐富各自的Q表信息。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)在自身不能滿足搜索請求時，根據(jù)自 身的Q表信息選擇下一跳的鄰居網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，將請求消息轉(zhuǎn)發(fā)至下一跳網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)；與其他方 法相比，該方法雖然有較好的自適應(yīng)性，但該方法具有學(xué)習(xí)速率緩慢的缺陷；’其具體為: 由于Q表在初始時為空，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)沒有關(guān)于目標(biāo)資源的相關(guān)信息，在這種情況下，該方法的 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)選擇策略是采用隨機(jī)選擇策略，對搜索請求的轉(zhuǎn)發(fā)具有一定的盲目性，搜索效率 較低；此外，P2P網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)性、自組織性和匿名性不能保證所有的響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)都提供誠 實(shí)的服務(wù)和可靠的資源，某些網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)甚至提供惡意的欺詐服務(wù)，使服務(wù)的請求者以及其 它網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)無法正常獲取資源，該方法也沒有考慮到這一問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0010]針對Q學(xué)習(xí)在查詢初始采用隨機(jī)盲目轉(zhuǎn)發(fā)請求，學(xué)習(xí)速率緩慢以及服務(wù)安全性差 等問題，本發(fā)明的目的是提供一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)及網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)信譽(yù)的非結(jié)構(gòu)化P2P資源搜索 方法，該方法能夠加快機(jī)器學(xué)習(xí)速度，減少資源查詢時間，提高搜索成功率，同時保障服務(wù) 的安全可靠性。[0011]本發(fā)明所述的一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)及網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)信譽(yù)的非結(jié)構(gòu)化P2P資源搜索方法， 包括如下步驟:[0012]步驟一，設(shè)置生存時間；當(dāng)某一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)收到包括源網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)ID、資源名和生存 時間TTL的資源請求消息時，設(shè)置生存時間TTL的初值為10 ；[0013]步驟二，判斷網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)是否存在目標(biāo)資源；網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)檢查本地是否存在目標(biāo)資源， 若為Y，即本地存在目標(biāo)資源，則直接返回源網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)資源響應(yīng)消息；若為N，即本地不存在 目標(biāo)資源，則將資源請求消息作為新消息加入到本網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)；[0014]步驟三，判斷請求消息的生存時間；即判斷請求消息的生存時間TTL是否為0，若 為Y，搜索過程結(jié)束；若為N，則將請求消息轉(zhuǎn)發(fā)至鄰居網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)；[0015]步驟四，判斷Q表中關(guān)于目標(biāo)資源的Q值是否為空；網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)首先查看本網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn) Q表，若判斷為N，即有目標(biāo)資源的Q值，則選擇具有最大Q值的鄰居網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，并向其轉(zhuǎn)發(fā)請求消息，同時請求消息中的生存時間TTL值減少I ;若判斷為Y，即沒有目標(biāo)資源的Q值， 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)則查看自身信譽(yù)表，選擇信譽(yù)值最高的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)作為鄰居網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，并向其轉(zhuǎn)發(fā) 請求消息，同時請求消息中的生存時間TTL值減少I ;在一段時間周期后，根據(jù)鄰居網(wǎng)絡(luò)節(jié) 點(diǎn)成功下載資源的次數(shù)計(jì)算并更新信譽(yù)值；[0016]步驟五，計(jì)算獎賞；請求消息至鄰居網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)后，計(jì)算獎賞，更新前一跳網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn) 的Q值；[0017]步驟六，搜索目標(biāo)資源；并開始在鄰居網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)搜索資源，直到找到目標(biāo)資源或者 TTL為O結(jié)束。[0018]本發(fā)明在搜索初期，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的Q表中部分資源的Q值是空的，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)在搜索過 程中不斷學(xué)習(xí)資源信息，計(jì)算獎賞值來更新Q表。隨著時間增加，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)Q表的信息會越 來越多，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)按照Q表指導(dǎo)搜索過程，因此，在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)資源請求的時候，增加了 判決條件，即判斷Q表中關(guān)于目標(biāo)資源的Q值是否為空，同時在判斷Q表中目標(biāo)資源的Q值 為空時，利用網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的信譽(yù)度；每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的信譽(yù)度是根據(jù)該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的歷史行為和 信息交互的經(jīng)驗(yàn)作出的綜合評價，其具體選擇過程為:網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接收到某資源請求，它包含 源網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)ID(Identity)、資源名稱以及資源請求消息的生存時間TTL (Time To Live), 若本網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)有目標(biāo)資源，則返回源網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)響應(yīng)消息，并結(jié)束查詢請求；若本網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)無 目標(biāo)資源，則按以下策略轉(zhuǎn)發(fā)資源請求消息:[0019]網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)首先查看本網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)Q表，判斷Q表中關(guān)于目標(biāo)資源的Q值是否為空，若 不為空，則選擇最大的Q值對應(yīng)的鄰居網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)作為下一跳網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)請求；若關(guān)于目 標(biāo)資源的Q表為空，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)查看自身信譽(yù)表，擇信譽(yù)值最大的鄰居網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，將資源請求 轉(zhuǎn)發(fā)出去，在一段時間周期后，根據(jù)鄰居網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)成功下載資源的次數(shù)計(jì)算并更新信譽(yù)值。[0020]P2P中每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)維護(hù)一個Q表，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)根據(jù)自身的Q表信息轉(zhuǎn)發(fā)資源請求消 息，每轉(zhuǎn)發(fā)一次請求消息，將從本搜索動作中獲得一個獎賞(reward)，請求消息到達(dá)下一跳 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)時，根據(jù)新網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的關(guān)于該資源的Q值以及獎賞，反饋給上一跳網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，更新 上一跳網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的Q值。但當(dāng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的Q值表部分資源的Q值為空，本發(fā)明引入的網(wǎng)絡(luò) 節(jié)點(diǎn)信譽(yù)機(jī)制，改變了原有的隨機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)策略，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)維護(hù)一個信譽(yù)表，由于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)信譽(yù) 度是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的歷史行為和信息交互的經(jīng)驗(yàn)作出的綜合評價，信任度越高，說明網(wǎng)絡(luò) 節(jié)點(diǎn)間信息成功交互次數(shù)越多，對服務(wù)的滿意度越大，因此，本發(fā)明在Q學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上結(jié)合 信任機(jī)制，不但能解決網(wǎng)絡(luò)中惡意網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的欺詐行為，同時可以利用網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的信任 關(guān)系，選擇交互經(jīng)驗(yàn)多，信任值較高的鄰居網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)查詢請求，以彌補(bǔ)Q表信息不足的 缺陷，加速Q(mào)學(xué)習(xí)過程，從而減少資源查詢時間，提高資源搜索成功率。[0021]本發(fā)明分析了現(xiàn)有的P2P系統(tǒng)資源搜索方法的不足，并在此基礎(chǔ)上提出改進(jìn)優(yōu)化 方案，主要結(jié)合了 Q機(jī)器學(xué)習(xí)方法和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)信譽(yù)機(jī)制，在搜索初期，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通過判斷Q 表關(guān)于資源的Q值是否為空來選擇具體的轉(zhuǎn)發(fā)策略，本方法通過選擇信譽(yù)度高的鄰居網(wǎng)絡(luò) 節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)請求，避免了原有的隨機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)策略，本方法在加速Q(mào)學(xué)習(xí)過程，減少資源的查詢時 間，提高搜索成功率，以及保障查詢服務(wù)的安全性方面，具有較好的效果。[0022]本發(fā)明是針對傳統(tǒng)的基于Q學(xué)習(xí)中學(xué)習(xí)速率緩慢以及沒有考慮到資源的安全可 靠性這個問題提出的，由于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)信譽(yù)度是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的歷史行為和信息交互的經(jīng)驗(yàn) 作出的綜合評價，信任度越高，說明網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間信息成功交互次數(shù)越多，對服務(wù)的滿意度越大，因此，本發(fā)明在Q學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上結(jié)合信任機(jī)制，不但能解決網(wǎng)絡(luò)中惡意網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的欺詐 行為，同時可以利用網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的信任關(guān)系，選擇交互經(jīng)驗(yàn)多，信任值較高的鄰居網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn) 轉(zhuǎn)發(fā)查詢請求，不但可彌補(bǔ)Q表信息不足的缺陷，加速Q(mào)學(xué)習(xí)過程，從而減少資源查詢時間， 提高資源搜索成功率，而且保障了用戶在資源共享時可以獲得可靠的服務(wù)，提高安全性?！緦＠綀D】

【附圖說明】[0023]圖1是本發(fā)明的資源搜索流程圖；[0024]圖2是網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)資源的Q值表；[0025]圖3是網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間/[目任關(guān)系不意圖。【具體實(shí)施方式】[0026]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明:[0027]參見圖1所示:一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)及網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)信譽(yù)的非結(jié)構(gòu)化P2P資源搜索方法， 包括如下步驟:[0028]步驟一，設(shè)置生存時間；當(dāng)某一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)收到包括源網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)ID、資源名和生存 時間TTL的資源請求消息時，設(shè)置生存時間TTL的初值為10 ；[0029]步驟二，判斷網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)是否存在目標(biāo)資源；網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)檢查本地是否存在目標(biāo)資源， 若為Y，即本地存在目標(biāo)資源，則直接返回源網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)資源響應(yīng)消息；若為N，即本地不存在 目標(biāo)資源，則將資源請求消息作為新消息加入到本網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)；[0030]步驟三，判斷請求消息的生存時間；即判斷請求消息的生存時間TTL是否為0，若 為Y，搜索過程結(jié)束；若為N，則將請求消息轉(zhuǎn)發(fā)至鄰居網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)；[0031]步驟四，判斷Q表中關(guān)于目標(biāo)資源的Q值是否為空；網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)首先查看本網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn) Q表，若判斷為N，即有目標(biāo)資源的Q值，則選擇具有最大Q值的鄰居網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，并向其轉(zhuǎn)發(fā) 請求消息，同時請求消息中的生存時間TTL值減少I ;若判斷為Y，即沒有目標(biāo)資源的Q值， 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)則查看自身信譽(yù)表，選擇信譽(yù)值最高的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)作為鄰居網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，并向其轉(zhuǎn)發(fā) 請求消息，同時請求消息中的生存時間TTL值減少I ;在一段時間周期后，根據(jù)鄰居網(wǎng)絡(luò)節(jié) 點(diǎn)成功下載資源的次數(shù)計(jì)算并更新信譽(yù)值；[0032]步驟五，計(jì)算獎賞；請求消息至鄰居網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)后，計(jì)算獎賞，更新前一跳網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn) 的Q值；在計(jì)算獎賞值時，本發(fā)明用網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)度數(shù)取代了原有的鏈接長度，由于度數(shù)高的網(wǎng) 絡(luò)節(jié)點(diǎn)具有較高的鏈接數(shù)，與其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的信息交互廣泛。因此，優(yōu)先選擇度數(shù)高的 鄰居網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，會獲得較高的獎賞。[0033]步驟六，搜索目標(biāo)資源；并開始在鄰居網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)搜索資源，直到找到目標(biāo)資源或者 TTL為O結(jié)束。[0034]上述每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)維護(hù)的Q表如附圖2所示，假設(shè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)有k個鄰居，分別為Ii1' , n2/ , n3/.....n/ ,每個鄰居網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)包含的資源名為r2, r3......rm,表中的Q(rm，nk')為第k個鄰居nk'關(guān)于資源rm的Q值，Q值表示網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)擁有資源的可能性，Q 值越大表明網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)擁有資源的可能性越大，在資源搜索請求到達(dá)時，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)根據(jù)本網(wǎng) 絡(luò)節(jié)點(diǎn)的Q表信息轉(zhuǎn)發(fā)請求消息，每轉(zhuǎn)發(fā)一跳網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，將從本搜索動作中獲得一個獎賞， 根據(jù)新狀態(tài)的Q值和獎賞，反饋給上一跳網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，更新上一跳網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的Q值，查詢步驟按照相同步驟依次進(jìn)行。[0035]關(guān)于獎賞值Rew更新的問題，其計(jì)算公式如下:[0036]Rew = Dn, + β (1adnn, +lengthyn, +Un,η,)[0037]上式中，Dn,為Q學(xué)習(xí)的一個強(qiáng)化信號，它的取值為O或者100 (當(dāng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)存在目標(biāo)資源，Dn,取值100，否則Dn,為O) ；loadn,n,:網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)與其鄰居網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的平均負(fù)載； lengthy,:表示鄰居網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)鏈路的長度；Un，n,:為由于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)離開或者故障引起的資源的不可利用率。β:為獎賞加權(quán)因子，取值為(-1，O)。[0038]由于P2P邏輯拓?fù)涮卣鳎W(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間轉(zhuǎn)發(fā)消息是在鄰居網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行的， 因此無需考慮鏈路的長度，本發(fā)明中將此條件改為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的度數(shù)，因?yàn)槎葦?shù)高的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)具有較高的鏈接數(shù)，與其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的信息交互廣泛。因此，優(yōu)先選擇度數(shù)高的鄰居網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，會獲較高的獎賞，本發(fā)明中關(guān)于獎賞計(jì)算的修正公式如下:[0039]Rew=Dn, +β (1adn,n, +degreen，n, +Un，n,)[0040]在搜索過程中，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的Q值根據(jù)下一跳網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)信息不斷更新，下式給出了Q值迭代更新方法:[0041]Qn (r, η' ) =Qn (r, η; ) + α [Rew+Y maxn, Qn, (r, n/ ) -Qn (r, n;)][0042]其中:α為學(xué)習(xí)因子,取值范圍為(0, I), Y為折扣因子,取值范圍為(O, I)。[0043]上式表明了 Q值更新的方法，即:新狀態(tài)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)選擇與某資源相關(guān)的最大Q 值，乘以折扣因子Y，再減去原Q值后，加上獎賞值Rew，整體與學(xué)習(xí)因子a相乘，再與原Q 值取代數(shù)和。[0044]在基于Q學(xué)習(xí)的搜索方法中，傳統(tǒng)的查詢過程是網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)收到資源請求后，在本網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)無資源的情況下，需要將請求消息轉(zhuǎn)發(fā)鄰居網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，其策略是查看Q值表，選擇具有該資源的Q值最大的一個鄰居網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)，當(dāng)部分資源的Q值為空時，則隨機(jī)選取一個鄰居網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)請求。為改進(jìn)這種盲目轉(zhuǎn)發(fā)策略，本發(fā)明引入網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)信譽(yù)機(jī)制，信譽(yù)集中反映了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間在歷史交互中對服務(wù)滿意度的綜合評價，大量文獻(xiàn)將網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的信任關(guān)系分為兩類:直接信任和推薦信任。[0045]下面結(jié)合附圖3說明網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的信任關(guān)系，圖中有4個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)代表網(wǎng)絡(luò)中的4 個用戶，分別為:A，M，N, B，其網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)A和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)B直接相連，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)M和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn) N為中間網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，在A和B之間有三條路徑，分別為:Α — Β，Α — Μ — B，A — N — B，那么 A — B為兩網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的信譽(yù)即為直接信任，其計(jì)算方法可表示為:[0046]DR = LxYScort.,(B)— η ? '[0047]其中，η為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)A與B在一段時間(0，t)內(nèi)信息交互的次數(shù)，ScoreA(B)表示在一次信息交互中A網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)對B網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)某種行為的打分值，取值為[-1，I]。[0048]那么推薦信任是指A和B之間沒有進(jìn)行過直接的鏈接，而是根據(jù)其它中間的推薦建立的一種信任關(guān)系。如圖3中，A — M — B，A — N — B為A，B之間的推薦信任，則A對B 的推薦信任值為:[0049]RRa ⑶=a * (DRa (M) *DRm (B)) + β (DRa (N) *DRN ⑶)[0050]其中DRa(M)，DRm⑶，DRa(N)，DRn (B)分別為路徑AM，MB, AN, NB的直接信任值，a和 β分別為兩段分路徑的權(quán)重，且滿足α+β=1。[0051]由上述可知，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)A對網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)B的信譽(yù)值R印utation Value (A，B)為直接 信任值與推薦信任值的加權(quán)和，計(jì)算公式描述為:[0052]Reputation Value (A, B) = λ *DRA(B) + (1-λ ) *RRA(B)[0053]其中，λ為直接信任系數(shù)，取值為(0，I)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)及網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)信譽(yù)的非結(jié)構(gòu)化P2P資源搜索方法，包括如下步驟: 步驟一，設(shè)置生存時間；當(dāng)某一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)收到包括源網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)ID、資源名和生存時間 TTL的資源請求消息時，設(shè)置生存時間TTL的初值為10 ；步驟二，判斷網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)是否存在目標(biāo)資源；網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)檢查本地是否存在目標(biāo)資源，若為 Y，即本地存在目標(biāo)資源，則直接返回源網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)資源響應(yīng)消息；若為N，即本地不存在目標(biāo) 資源，則將資源請求消息作為新消息加入到本網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)；步驟三，判斷請求消息的生存時間；即判斷請求消息的生存時間TTL是否為0，若為Y， 搜索過程結(jié)束；若為N，則將請求消息轉(zhuǎn)發(fā)至鄰居網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)；步驟四，判斷Q表中關(guān)于目標(biāo)資源的Q值是否為空；網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)首先查看本網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)Q 表，若判斷為N，即有目標(biāo)資源的Q值，則選擇具有最大Q值的鄰居網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，并向其轉(zhuǎn)發(fā)請 求消息，同時請求消息中的生存時間TTL值減少I ;若判斷為Y，即沒有目標(biāo)資源的Q值，網(wǎng) 絡(luò)節(jié)點(diǎn)則查看自身信譽(yù)表，選擇信譽(yù)值最高的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)作為鄰居網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，并向其轉(zhuǎn)發(fā)請 求消息，同時請求消息中的生存時間TTL值減少I ;在一段時間周期后，根據(jù)鄰居網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn) 成功下載資源的次數(shù)計(jì)算并更新信譽(yù)值；步驟五，計(jì)算獎賞；請求消息至鄰居網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)后，計(jì)算獎賞，更新前一跳網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的Q值；步驟六，搜索目標(biāo)資源；并開始在鄰居網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)搜索資源，直到找到目標(biāo)資源或者TTL 為O結(jié)束。
【文檔編號】G06F17/30GK103501346SQ201310479076
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年10月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月14日
【發(fā)明者】劉煥淋, 陳高翔, 秦亮, 周邦陶, 肖維仲, 孫龍釗 申請人:重慶郵電大學(xué)