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基于演化博弈的P2P系统中Node合作机制的发展策略_物流管理论文

摘要:P2P是一个点对点系统,从当初一对一发展到今天的一对多,多对多等等,节点是服务器,但是如果网络上别人的客户端有资源的话也可以下载,进行宽带传输。据统计在Gnutella系统网络统计中,70%的用户从来不提供文件共享,而服务器资源占到大多数一旦下载的人数
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  P2P是一个点对点系统,从当初一对一发展到今天的一对多,多对多等等,节点是服务器,但是如果网络上别人的客户端有资源的话也可以下载,进行宽带传输。据统计在Gnutella系统网络统计中,70%的用户从来不提供文件共享,而服务器资源占到大多数一旦下载的人数过多那么就对速度有影响。应该P2P网络的性能。而基于信誉的激励机制目前看来更有发展前景。本文基于经济学中的博弈论机制提出一种演化博弈机制来促进P2P网络中的节点进行合作,大大地提高了节点的积极性,也提高P2P文件共享系统的总体效率。
  1 演化博弈模型与演化重连的提出
  在分布式P2P应用系统中,需要通过节点之间的合作来提高系统的效率。例如,在文件共享系统中,节点要主动上传自己的资源供他人使用。但是在开放的系统中,节点都是自私的,他们都希望节约自己的带宽和存储空间而使用别人的资源。那么在高度自治的P2P系统中,自然就产生了一个雪堆博弈的问题。
  在经济学中,“雪堆”博弈又称为“鹰鸽”博弈或者“小鸡”博弈(Chicken Game),是一种两人对称博弈模型,描述了两个人相遇时是彼此合作共同受益,还是彼此欺骗来相互报复,该模型揭示了个体理性和群体理性的矛盾对立。
  为了提高Node的积极性,本研究采用多次连接机制来测试P2P中的节点联系能力。通过Gnutella协议搜寻网络中的其他节点,已测试节点的互通性和带宽使用情况。假设每一次通过Gnutella协议都可以搜寻到网上的咨询[第一论文网(www. dylw. NEt) 专业提供专业论文代写和发表教育论文的服务,欢迎光临],而且通过雪堆博弈来考虑的起的经济效率,从而得出系统的性能和使用效率。
  在网络中,P2P最大化的搜寻节点,通常在系统中都对P2P搜寻节点作出限制,比如著名的P2P工具迅雷就对会员客户和非会员客户能搜到的节点数不一样,如果搜寻到的节点有你想到的资源,那么就下载。
  在一个大规模网络系统中,P2P首先搜索节点,经过一段时间,对于节点进行计算,删除一些没有资源或者低资源的节点,使得P2P下载资源的网络资源能最大的利用。
  该演化重连机制将分三个阶段进行。
  阶段0:初始化网络路由。
  阶段1:在网络中搜索与资源的节点。
  阶段2:从网络中随机的选择两个节点比较它们之间的收益。
  在仿真实验中,该算法计算网络中的节点资源情况,从而删除低资源节点或者已经没有资源的节点,从而高效率的利用网络上面的资源,并且进行资源计算,防止对于硬件的使用情况,而导致电脑死机。
  2 博弈机制的具体设计
  在peersimP2P软件上,目前有2种模式,采用cycle-based和event-driven模拟方式。event-driven支持传输层协议可以对网络节点进行控制和效益计算,而cycle-based可以缺少对于传输层的支持,不能起到控制作用,但是资源占用少,在统一硬件环境下面,cycle-based搜寻到的节点更多。
  EGProtocol实现了peersim中的CDProtocol接口,他定义了节点在每一轮循环中所执行的动作。这些操作在nextCycle()方法中实现。
  NextCycle()方法包含两个参数:node和protocolID,其中node是第一个参数。在仿真的三个阶段中,每一个阶段都将用到该参数。在初始化阶段,网络开始搜寻有资源的节点,代码如下:利用NextCycle()方法中的两个参数开始加载:
  1 Linkable linkable=(Linkable) node.getProtocol(lpid);
  2 for(int i=0;i  3 {
  4 this.nList.add(linkable.getNeighbor(i));
  5 }
  其中第一行的参数“lpid”是协议标示符,他是取自运行的节点;lpid指的是Newcast协议,而protocolID指的是EGProtocol协议。
  一个节点可以看成是一个协议容器,通过协议标示符,例如lpid或者protocolID,可以获得协议容器中的内容。利用函数getPr[第一论文网(www. dylw. NEt) 专业提供专业论文代写和发表教育论文的服务,欢迎光临]otocol(lpid),我们可以从一个节点中获得指定协议的所有数据内容。
  在进行节点控制中我们要注意节点资源情况,将已经利用完的节点资源删除,一般找寻新的节点,并且对于P2P系统中的节点最大化连接作出合理计算,防止资源利用率过大,而导致电脑死机,并利用算法对于节点资源效益作出计算,event-driven支持传输层协议。可以对网络传输进行控制。
  我们现在来分析当节点i的收益高于节点j的收益的情况:
  (1)i对于节点进行收益计算;
  (2)i将低于收益的节点删除;
  (3)将搜寻高收益的节点;
  (4)将节点加入i路由表;
  (5)j采用断开策略;
  (6)将节点加入i的路由表格;
  (7)节点将以一个很小的概率发生策略的变异。
  计算网络路由表的资源情况,如果发现搜寻到节点没有资源将断开,利用传输层协议对于节点进行控制,而从争取网络资源下载最大利益化。
  如果发现节点服务器或者客户端在网络中断开或者关闭,将断开该节点,搜索另外的新节点,以便继续下载咨询,利用传输层协议,控制整个网络中的节点断开与连接。
  3 实验结果及分析
  在上千次次演化过程中,不同的网络节点通过Gnutella协议通过在网上多次搜寻自语来测试网络节点的互通性已经带宽使用情况。对不同网络的文件,采取了不用的种子文件下载,这样可以搜寻到网络中的节点,以检测节点之间的联系情况。实验表明在初次Gnutella协议探寻时网络的节点较多,之后不断的增多,从而可以得出问题网络节点之间的合作性。网络P2P在线的下载工具有迅雷,电驴,快播等等,目前这些软件后台[第一论文网(www. dylw. NEt) 专业提供专业论文代写和发表教育论文的服务,欢迎光临]上传率比较厉害,有时候会影响客户端带宽使用情况,从而导致客户的下载出现问题,但是如果客户禁用节点资源共享,那么又会影响P2P的性能以及效率这是个矛盾的问题也是P2P今后需要改进的地方。
  实验表明:在网络Gnutella搜寻资源的时候,初始化节点较少,但是后来搜寻到的节点不断增多,网络节点区域稳定。从而资源贡献下载变得稳定,效率增高。
  参考文献:
  [1]M.Feldman,K.Lai,I.Stoica,et.al.Robust Incentive Techniques for Peer-to-Peer Networks[A].Presented at Proc.of the 5th ACM conference on Electronic Commerce[C],New York,2004:102-111.
  [2]Cohen E,Shenker s.Replication strategies in unstructured peer-to-peer networks[C].Proceedings of ACM SIGCOMM’02,Aug 2002.
  作者单位:郴州市教育招生考试院,湖南郴州 423000