專利名稱：P2p網(wǎng)絡中基于分組的激勵機制的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及P2P技術領域，具體涉及一種P2P網(wǎng)絡中基于分組的激勵機制。
背景技術：
P2P系統(tǒng)結構模式是對傳統(tǒng)非對稱客戶機/服務器通信模式的重要改變。盡量利用終端節(jié)點的計算、存儲和通信資源的P2P通信模式已成為當前互聯(lián)網(wǎng)應用的重要模式之一。一些基于對等網(wǎng)絡技術的文件共享系統(tǒng)，如Gnutella, e-Donkey, BitTorrent等,在全球范圍內的在線用戶數(shù)量有時達數(shù)千萬之眾，對等網(wǎng)絡技術自誕生伊始就一直本著“人人為我，我為人人”的信息共享與服務理念。然而對等網(wǎng)絡中并非每個節(jié)點都真正貫徹了對等地提供服務、享受服務的信息共享理念，在無約束的條件下，節(jié)點的自私行為較為普遍。研究指出，Gnutella網(wǎng)絡中各個節(jié)點無論在提供信息共享和網(wǎng)絡維護方面都存在差異。多數(shù)節(jié)點沒有共享文件，或共享了為數(shù)極少的文件，或是共享幾乎不被人訪問的文件。許多節(jié)點加入對等網(wǎng)絡的初衷只是想從對等網(wǎng)絡中獲取其他節(jié)點提供的服務，而不樂意為對等網(wǎng)絡做出貢獻。例如，實驗表明，在Gnu teI Ia中有25 %的節(jié)點從來不共享數(shù)據(jù)給其他節(jié)點，只從其他節(jié)點那里下載數(shù)據(jù)。這種自私行為通常統(tǒng)稱為搭便車。顯然，搭便車現(xiàn)象與P2P通信模式提倡的協(xié)作共享理念完全相悖。因此，P2P體系中協(xié)作與激勵一直是研究人員關注的重點問題。協(xié)作是指P2P系統(tǒng)中節(jié)點之間通過協(xié)作關系去完成任務，盡量弱化或者完全忽略中心服務器的角色，從而實現(xiàn)資源共享。然而很多理性用戶總是試圖多使用別人的資源，少貢獻自己的資源。因此，如何激勵用戶積極貢獻自己的資源，保證交換中的公平性便成為P2P文件共享系統(tǒng)中的關鍵。例如Bit-Torrent系統(tǒng)通過tit-for_tat策略激勵用戶貢獻資源，而eDonkey, Maze根據(jù)節(jié)點的歷史資源貢獻記錄來確定目前所共享的資源。迄今為止，搭便車行為的測量驗證與抑制研究大致經(jīng)過了三個階段。在第一個階段，研究人員通過測量不同對等網(wǎng)絡的搭便車現(xiàn)象，分析其數(shù)字特征，最終形成共識搭便車行為是一種客觀存在，且對于對等網(wǎng)絡的健康發(fā)展提出了嚴峻挑戰(zhàn)。在第二階段，一些搭便車行為抑制機制被提出，如激勵機制，基于博弈論的方法等，其中少數(shù)方法已應用于真實系統(tǒng)中。第三階段，研究者意識到目前還沒有某種方法可以徹底解決網(wǎng)絡中的搭便車行為，因此應對抑制行為開展更深入的研究，并且通過在真實系統(tǒng)中實現(xiàn)抑制機制去驗證方法的效率。搭便車的一種主要抑制方法是使用激勵機制。目前比較普遍應用的激勵機制包括基于微支付，基于直接互惠和基于信譽的方法?；谖⒅Ц斗椒ǖ暮诵乃枷胧且蕴摂M貨幣作為P2P網(wǎng)絡中服務或資源交易的媒介，服務提供節(jié)點可以通過中央服務器收取服務請求節(jié)點支付的虛擬貨幣。其中虛擬貨幣體現(xiàn)了節(jié)點貢獻的程度，從而使得節(jié)點有積極性去參與合作；基于直接互惠的基本思想是P2P網(wǎng)絡中的服務提供節(jié)點在為其他節(jié)點提供服務后，能得到某種直接優(yōu)惠，這種方法主要是在類BitTorrent網(wǎng)絡中實現(xiàn)；基于信譽的方法主要是在P2P網(wǎng)絡中引入一個等級的概念，即每個階段根據(jù)自己在網(wǎng)絡中的歷史行為情況獲得信譽值。在以后的服務和交易中，其它節(jié)點均根據(jù)請求節(jié)點的信譽值給予對應等級的回應，促使節(jié)點彼此協(xié)作并合理使用網(wǎng)絡資源。

發(fā)明內容
本發(fā)明解決的問題是在現(xiàn)有的搭便車抑制方法中，基于信譽的激勵機制是研究最為普遍的方法。這類方法的基本思想是通過定義和計算節(jié)點的信譽度，利用信譽度標識節(jié)點對系統(tǒng)的貢獻程度，從而實現(xiàn)“多勞多得”或“多勞先得”的有差別服務。各種方法的主要區(qū)別體現(xiàn)在效用函數(shù)(節(jié)點所享受服務等級與節(jié)點為系統(tǒng)所做貢獻的關系)的定義，與測量點的選擇方面。然而由于對等網(wǎng)絡節(jié)點在軟硬件配置和物理網(wǎng)絡接入環(huán)境存在的客觀差異，這類方法對于資源的合理利用并非完全理性。已有研究表明，類似于人類社會，P2P網(wǎng)絡社會存在明顯的社區(qū)結構特性。目前已有的基于信譽的激勵方案中，雖然可以在某種程度上激發(fā)節(jié)點共享的積極性，但由于忽略了 P2P網(wǎng)絡的社區(qū)結構特征，因而整個激勵方案效率不高；此外，目前提出的基于信譽的激勵機制，主要通過定義不同評估參數(shù)，實現(xiàn)信譽評估過程，激勵機制的效率過于依賴信譽評估方案，而忽略了實際應用中由于節(jié)點異構性帶來的個體差異。本發(fā)明解決問題所采取的方法是(I)采用網(wǎng)絡分組的方法，由分組創(chuàng)建節(jié)點擔任組管理者角色，根據(jù)節(jié)點實際的需求，分別進行組內交互和組間交互，根據(jù)節(jié)點自身興趣，節(jié)點可加入不同分組，組內交互更為頻繁，通過具體的交互協(xié)議以及組內優(yōu)先交互的原則，提高了系統(tǒng)的效率。(2)通過設計具體的交互場景，使得系統(tǒng)可根據(jù)節(jié)點的實際需求，在組內和組間進行轉換。節(jié)點的具體交互協(xié)議和信譽的評估方法是獨立的，可根據(jù)不同應用場景，定制適當?shù)男抛u評估方法，獲得節(jié)點對系統(tǒng)的貢獻程度。本發(fā)明提出的基于分組的激勵方法的優(yōu)點在于通過借鑒P2P社區(qū)結構的概念，使得網(wǎng)絡分為若干分組，節(jié)點交互過程根據(jù)實際情況在組內和組間切換，提高了系統(tǒng)效率；該激勵機制屏蔽了具體的 信譽評估方法和網(wǎng)絡分組方法，可根據(jù)需求進行定制。具體體現(xiàn)為(I)在傳統(tǒng)基于信譽的激勵機制中引入分組的概念，使得節(jié)點交互過程首先在組內進行，再根據(jù)實際需求考慮是否切換到組間進行，在實現(xiàn)激勵節(jié)點共享目的的條件下，減少了系統(tǒng)的通信開銷，提高了系統(tǒng)效率。(2)該方法屏蔽了具體的信譽評估方法，可根據(jù)不同的應用場景，或者信譽方案的最新研究成果進行選擇。實現(xiàn)了激勵機制的個性化定制(3)節(jié)點的具體交互協(xié)議和分組方法是獨立的，節(jié)點可根據(jù)不同興趣或不同需求，加入不同的分組。而節(jié)點信譽的積累或享受的服務等級不受分組方法的影響，保證了節(jié)點充分的自由度。


圖1為P2P分組網(wǎng)絡體系結構示意圖
具體實施例方式為了使本發(fā)明所要解決的技術問題、技術方案更加清楚，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進一步詳細說明。本發(fā)明提出的P2P網(wǎng)絡中基于分組的激勵機制，包括了組內交互協(xié)議和組間交互協(xié)議每個協(xié)議由查詢，信譽咨詢，下載，信譽更新四個子過程組成。具體實施細節(jié)為第一，系統(tǒng)初始化對一個包含PKI的系統(tǒng)，組管理者是分組的創(chuàng)建者。一個組中至少存在兩個組管理者以保證系統(tǒng)的可靠性。若某組中的節(jié)點數(shù)目快速增長，一些高信譽級節(jié)點可創(chuàng)建新分組。組分類標準可依據(jù)IP范圍、共享文件的類型，或者其他應用需求。如果一個新節(jié)點P希望加入某個組，它選擇一個組管理者并發(fā)送加組請求消息
權利要求
1.P2P網(wǎng)絡中基于分組的激勵機制 通過借鑒P2P社區(qū)結構的概念，使得整個網(wǎng)絡結構劃分為若干分組，節(jié)點的貢獻和獎勵過程在組內和組間交互進行。本激勵機制所涉及具體的交互協(xié)議獨立于信譽評估方法以及節(jié)點分組的方法。其特征在于 該方法在傳統(tǒng)基于信譽的激勵機制中引入分組的概念，使得節(jié)點交互過程首先在組內進行，再根據(jù)實際需求考慮是否切換到組間進行，在實現(xiàn)激勵節(jié)點共享目的的條件下，提高了系統(tǒng)效率； 該方法涉及到組內交互協(xié)議和組間交互協(xié)議，每一種交互協(xié)議包括查詢，信譽咨詢，下載，信譽更新四個子過程，只有組內節(jié)點信譽度達到某個閾值，其請求才有可能被組管理者傳遞到其他組，進行組間交互。
該方法屏蔽了具體的信譽評估方法，可根據(jù)不同的應用場景，或者信譽方案的最新研究成果進行選擇。實現(xiàn)了激勵機制的個性化定制。
該方法的執(zhí)行和具體分組方法無關，節(jié)點可根據(jù)不同興趣或不同需求，加入不同的分組。而節(jié)點信譽的積累或享受的服務等級不受分組方法的影響，保證了節(jié)點充分的自由度。
2.如權利要求1所述，該方法在評估信譽時，可根據(jù)使用環(huán)境，由用戶定制信譽評估工具。
3.如權利要求1所述，節(jié)點交互包括了查詢，信譽咨詢，下載，信譽更新子過程。在信譽更新過程中，若組管理節(jié)點收到的反饋為負，則組管理節(jié)點負責通知服務提供節(jié)點，并要求其提供申述。
4.如權利要求1所述，當執(zhí)行組間下載時，服務提供節(jié)點不需要檢查請求節(jié)點的信譽等級，因為請求節(jié)點的搜索請求能被傳遞到本組，說明了請求節(jié)點所屬分組的組管理者已審查了其信譽等級。
全文摘要
本發(fā)明提出一種P2P網(wǎng)絡中基于分組的激勵方法，通過借鑒P2P網(wǎng)絡社區(qū)的思想，網(wǎng)絡節(jié)點依據(jù)自身興趣或需求，加入不同分組。分組創(chuàng)建節(jié)點擔任組管理者角色，組管理者根據(jù)節(jié)點實際請求，分別執(zhí)行組內交互協(xié)議和組間交互協(xié)議，組內交互協(xié)議和組間交互協(xié)議均包括了查詢，信譽咨詢，下載，信譽更新四個子過程。在組內執(zhí)行階段，若本組成員擁有請求節(jié)點所需資源，且請求節(jié)點的信譽等級高于資源的授權等級，則完成下載，并由組管理節(jié)點完成信譽更新；若本組成員沒有所請求的資源，則組管理者判斷請求節(jié)點的信譽等級是否滿足條件，若滿足條件，則組管理者把請求消息傳遞到其他分組的組管理者，再執(zhí)行其他組的組內交互協(xié)議。本發(fā)明屏蔽了具體的信譽評估方法，可根據(jù)不同的應用場景，或者信譽方案的最新研究成果進行選擇。實現(xiàn)了激勵機制的個性化定制。
文檔編號H04L29/08GK103051645SQ20111030619
公開日2013年4月17日 申請日期2011年10月11日 優(yōu)先權日2011年10月11日
發(fā)明者秦志光, 楊磊, 鐘婷, 藍天, 趙洋 申請人:電子科技大學