無線Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)中P2P文件搜索機(jī)制的研究

1 引言
無線Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)因其構(gòu)建容易、支持用戶移動(dòng)性的特點(diǎn)，在無線通信領(lǐng)域中占有極其重要的地位并具有廣闊的應(yīng)用前景。無線通信技術(shù)、移動(dòng)技術(shù)的發(fā)展為無線Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)(WANET)提供了更廣泛的應(yīng)用空間。經(jīng)常使用文件共享的P2P網(wǎng)非常適合 WANET。然而，在現(xiàn)有的無線Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)中直接應(yīng)用P2P技術(shù)，會(huì)造成系統(tǒng)開銷大量增加，傳輸效率及查詢成功率不高，從而影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的性能。在無線Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)(WANET)中方便快捷地實(shí)現(xiàn)P2P數(shù)據(jù)共享與交換，改善文件搜索和下載機(jī)制成為廣泛關(guān)注的課題。
這里提出一種將查詢功能和路由功能統(tǒng)一的跨層設(shè)計(jì)方案，利用分布式哈希表建立樹狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，使用P2P位置查找技術(shù)將文件位置信息分配在其間，每一網(wǎng)絡(luò)成員都存儲(chǔ)和保留系統(tǒng)資源的位置及路由信息，實(shí)現(xiàn)共享文件的定位查詢。在WANET中實(shí)現(xiàn)查詢和路由功能的統(tǒng)一，提高文件搜索和下載效率，定向查詢網(wǎng)絡(luò)資源，降低冗余開銷。

2 系統(tǒng)概述
這里WANET通過節(jié)點(diǎn)間的樹形邏輯結(jié)構(gòu)解決共享文件的定位查詢問題，隨著網(wǎng)絡(luò)新節(jié)點(diǎn)的加入樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)增大。新節(jié)點(diǎn)只能通過某一個(gè)鄰居節(jié)點(diǎn)加入 WANET，每個(gè)WANET向外提供唯一的網(wǎng)絡(luò)ID，在同一ID的網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)只能擁有一個(gè)雙親節(jié)點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)有一個(gè)層次分明的樹狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)有助于查找文件路徑(即從存放路徑的節(jié)點(diǎn)獲得到達(dá)文件存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的路由)，以便從文件存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)下載文件。

為了存儲(chǔ)和保留位置信息以及路由信息，系統(tǒng)使用全分布哈希表，關(guān)鍵詞是所要共享文件的文件名，值是共享文件的全球統(tǒng)一的位置信息(節(jié)點(diǎn)MAC地址和節(jié)點(diǎn)文件的全路徑)。用一維空間來存儲(chǔ)關(guān)鍵詞和哈希值對(duì)，通過統(tǒng)一的哈希函數(shù)將每個(gè)關(guān)鍵詞映射到哈希鏈上的對(duì)應(yīng)位置。統(tǒng)一的函數(shù)有助于節(jié)點(diǎn)之間信息分配的平衡， WANET中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)存儲(chǔ)一段哈希鏈(與哈希表上的索引項(xiàng)對(duì)應(yīng))。如果某一節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)哈希鏈段上包含某一文件哈希值，稱該節(jié)點(diǎn)為文件的路徑節(jié)點(diǎn) (Pnode)，存儲(chǔ)文件F的節(jié)點(diǎn)就稱為文件節(jié)點(diǎn)(Fnode)。因此Pnode存儲(chǔ)攜帶位置信息的索引，F(xiàn)node存儲(chǔ)實(shí)際文件。因此，訪問一個(gè)文件的步驟如下：查詢節(jié)點(diǎn)(Qnode)哈希被搜索的文件名以確定哈希鏈上的值；訪問Pnode(哈希值包含在Pnode負(fù)責(zé)的哈希鏈內(nèi))；從Pnode獲取被搜索文件的位置(即Fnode)并確定從Pnode小節(jié)點(diǎn)到Fnode的路由；從Qnode獲取到Qnode-Fnode的路由，訪問Fnode，文件從 Fnode被下載。

3 樹形拓?fù)涞慕⒑凸?jié)點(diǎn)文件定位
圖1d表示一個(gè)含有7個(gè)節(jié)點(diǎn)的WANET網(wǎng)絡(luò)，在該網(wǎng)絡(luò)中，假定節(jié)點(diǎn)A、B、C、D、E、F、G提供的共享文件分別為(α1α2)、(β1β2)、(γ1)、(δ1 δ2)、(σ1)、(ε1)、(η1η2)。