用於定位對等網絡中的服務的方法和設備的製作方法

2023-05-26 04:00:26

專利名稱：用於定位對等網絡中的服務的方法和設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於定位對等網絡中的服務的方法和設備。
背景技術：
網絡中的信息存儲傳統上已經遵照客戶端-伺服器模型，即在可由多個客戶端訪問的伺服器中集中存儲信息。典型示例是全球資訊網伺服器 ，其可通過網際網路從遍布世界的客戶端(家庭計算機、移動裝置等)訪問。客戶端-伺服器模型已經越來越多地受到對等(P2P)模型挑戰。與客戶端-伺服器模型相反，對等模型在網絡中沒有客戶端和伺服器之間的區別。節點(也稱為對等體)能夠同時是客戶端和伺服器二者，並且能夠訪問其它節點中存儲的信息，以及向其它節點提供信息。包括這些節點/対等體的網絡稱為對等(P2P)網絡。P2P網絡通常是現有IP網絡之上的覆蓋網絡(例如網際網路)。眾所周知的P2P網絡示例有使用P2P協議比特洪流(BitTorrent)的連接到彼此的節點(例如個人計算機)的
ロ οP2P網絡的一個優點是信息(這裡也稱為對象)能夠是分布式的。信息不位於故障的單個點(例如客戶端-伺服器網絡中的伺服器)中。P2P網絡還比客戶端-伺服器網絡更可伸縮。另ー方面，搜索客戶端-伺服器網絡中的對象相對容易，而搜索P2P網絡中的對象更複雜。問題是找出所請求對象位於哪個節點中。一種技術是泛洪，也就是向網絡中的所有節點發送捜索消息。這是簡單的技術，但是限於非常小的網絡。對於更大的網絡，由搜索消息生成的業務負載將變得非常大。為了克服這個問題，比特洪流網絡包括集中式伺服器，稱為比特洪流跟蹤器。這個跟蹤器保持關於對象位於哪裡(哪些節點中)的信息。再次，如果僅使用一個跟蹤器，則它變成故障的單個點。這意味著這個跟蹤器需要是非常可靠的並且具有大的處理容量以避免當網絡增長時變得過載。為了設計「平」結構化的覆蓋網絡(沒有集中式跟蹤器)，必須使用用於定位信息的其它技木。已經建議的ー種技術是使用基於關鍵字(key)的路由選擇，也稱為分布式哈希表(DHT)。正常的、非分布式的哈希表是將關鍵字與值關聯的數據結構。關鍵字能夠例如是人名和該人的聯繫地址(例如，電子郵件地址或會話發起協議(SIP)統ー資源標識符(URI))的對應值。哈希表支持的主要操作是查找；給定關鍵字，哈希表找到對應值。分布式哈希表(DHT)提供與哈希表類似的查找服務。但是，不像正常哈希表，DHT是分散的分布式系統。在DHT中，維護從名稱到值的映射的職責是分布在系統中參與的節點之間的。這通過在參與節點之間分割關鍵字空間來實現。通過覆蓋網絡將節點連接在一起，其允許節點找到關鍵字空間中的任何給定關鍵字的擁有者。關鍵字空間的分割能夠例如使用環拓撲。例如已經在由Ian Stoica等於2001年關於SIGC0MM』 01會議發表的論文「Chord Ascalable Peer-to-peer Lookup Protoco丄 for Internet Applications，，中論述 DHT 環。在這個論文中，公開了 DHT環拓撲。在這個環上組織每個節點並且每個節點負責ー組關鍵字。但是，P2P網絡中的節點不限於存儲某些人的聯繫信息等。節點還能夠是(向其它節點提供服務的)服務節點以及請求來自其它節點的服務的節點。具有服務的P2P覆蓋網絡的示例是對等會話發起協議(P2PSIP)覆蓋網絡。這個覆蓋網絡能夠例如提供TURN中繼服務(TURN =使用中繼穿越網絡地址轉換)、語音郵件服務、網關定位服務以及轉碼服務。如果DHT要用於定位服務節點，則ー種方法是使用服務的名稱作為關鍵字，或更確切地服務名稱的哈希，例如哈希(『語音郵件服務』)。這個解決方案的問題是，它不能很 好地伸縮。與覆蓋網絡中的節點的總數量相比，提供特定服務的節點的數量經常非常小。這意味著需要在覆蓋網絡中分布很多服務查找(或服務位置請求)。另外，所有服務提供者必須使用相同的關鍵字。當在相同節點中存儲到服務提供者的對應聯繫地址時，這意味著該節點必須存儲很多聯繫地址並且將變得過載。

發明內容
本發明的目的是避免上面提到的可伸縮性問題。本發明包括兩個相關的方法。第一方法被服務節點用於向P2P覆蓋網絡「通告」它正提供特殊服務。這通過向覆蓋網絡中的不同節點分布服務對象的多個實例來進行，並且其中，實例包括到該服務節點的地址。另ー方法是從覆蓋網絡中希望使用該特殊服務的用戶節點定位這些實例。分布服務對象的實例的方法包括以下初始步驟配置服務對象使得它包括到服務節點本身的地址。下一歩驟是確保在覆蓋網絡中創建和分布足夠的服務對象實例。基於以下準則來運算實例的數量正發送預定義數量的位置請求的用戶節點能夠以預定義的概率找到它們。ー個選項是使用以下算法，其中，根據以下等式來運算實例的數量R :
權利要求
1.一種用於提供對包括複數N個節點的基於結構化對等分布式哈希表的覆蓋通信網絡(310)中服務的訪問的方法，所述方法特徵在於以下步驟 -在服務節點(321)中配置(401)服務對象(Ol)使得它包括指向所述服務節點(321)的地址； -確定(402)需要在所述複數N個節點之間分布的所述服務對象(01)的實例(351、352,353)的數量R，使得能夠根據權利要求13到16中的任一項所述的方法，以預先確定的概率P以及以從用戶節點(311)所發送的預先確定數量的服務位置請求(390)來定位所述服務對象實例(351、352、353)中的任何服務對象實例； -創建(403)所述服務對象(01)的R個實例(351、352、353);以及 -在所述覆蓋網絡(310)中的所述複數N個節點之間分布(404)所述服務對象(01)的所述R個實例(351、352、353)。
2.如權利要求I中的用於提供對服務的訪問的方法，其中，在分布式哈希表標識符環(500)上組織所述複數N個節點，並且其中，從以下等式來確定所述服務對象(01)的需要的實例(351、352、353)的數量R :
3.如權利要求2中的用於提供對服務的訪問的方法，其中，在所述複數N個節點之間均勻分布所述服務對象(01)的實例(351、352、353)。
4.如權利要求3中的用於提供對服務的訪問的方法，其中，當配置所述覆蓋網絡(310)時，配置概率P、並行服務位置請求的數量M、服務節點(321)的數量S以及複製因子F的值。
5.如權利要求4中的用於提供對服務的訪問的方法，其中，由所述服務節點(321)來估計所述覆蓋網絡(310)中的節點的數量N的值。
6.如權利要求5中的用於提供對服務的訪問的方法，其中，通過從所述服務節點(321)發送服務探測來進一步更新服務節點(321)的數量S的值。
7.如任何前述權利要求中的方法，還包括以下步驟使用哈希算法應用於所述服務節點(321)的身份、所述服務節點(321)提供的服務(SI)的類型以及獨特地指派給實例(351、352、353)的數來向所述服務對象(01)的每個實例(351、352、353)指派(403)身份。
8.一種包括複數N個節點的基於結構化對等分布式哈希表的覆蓋通信網絡(310)中用於提供服務(SI)的服務節點(321)，所述服務節點(321)特徵在於它包括 -處理器(901)，適於配置服務對象(01)使得它包括指向所述服務節點(321)的地址，以及還適於創建需要在所述複數N個節點之間分布的所述服務對象(01)的數量R個的實例(351、352、353)，使得能夠從根據權利要求17到20中的任一項所適應的用戶節點(311)以預先確定的概率P以及以預先確定數量的服務位置請求(390)來定位所述實例(351、·352、353)中的任何實例；-信令接口(902)，適於與所述處理器(901)通信，以及還適於在所述覆蓋網絡(310)中的所述複數N個節點之間分布所述服務對象(Ol)的所述實例(351、352、353)。
9.如權利要求8中的服務節點(321)，其中，所述處理器(901)還適於從以下等式來確定數量R:
10.如權利要求9中的服務節點(321)，其中，所述信令接口(902)還適於在所述複數N個節點之間均勻分布所述實例(351、352、353)。
11.如權利要求10中的服務節點(321)，還包括從所述處理器(901)可訪問的鄰居表(903)，並且其中，所述處理器(901)還適於基於所述鄰居表(903)中的節點標識符的密度來估計所述覆蓋網絡(310)中的節點的數量N。
12.如權利要求11中的服務節點(321)，其中，所述信令接口(902)還適於向所述覆蓋網絡(310)中的節點發送服務探測消息，以及適於接收服務探測響應消息，並且其中，所述處理器(901)還適於基於所接收的服務探測結果消息來估計所述覆蓋網絡(310)中服務節點的數量S。
13.一種用戶節點(501)中用於定位基於結構化對等分布式哈希表的覆蓋通信網絡(550)中的服務節點(521)中的服務(SI)的方法，所述網絡(550)包括多個節點，並且其中，向每個節點指派對象標識符，所述方法特徵在於已經根據權利要求I到7中的任一項所述的方法提供對所述服務(SI)的訪問，並且用於定位所述服務(SI)的方法特徵還在於以下步驟 -將所述覆蓋網絡(550)中對象標識符的總集合分組(603)成M個範圍(區1-8)的對象標識符； -對於每個範圍(區1-8)指派(604)具有該範圍(區1-8)內的對象標識符值的區頭節點(502-508)； -向M個區頭節點(502-508)中的每個區頭節點發送(606、607)服務位置請求消息(611、612)，其中，每個服務位置請求消息出11、612)包括所述服務(SI)的服務標識符； -接收(610)至少一個服務位置響應(613)，所述至少一個服務位置響應(613)攜帶到提供所述服務(SI)的至少一個服務節點(521)的地址。
14.如權利要求13中的用於定位服務節點(521)的方法，其中，向所述多個節點指派分布式哈希表標識符環(500)上的對象標識符，並且其中，通過將所述標識符環(500)劃分成M個範圍(區1-8)來進行將對象標識符的總集合分組￠03)的步驟。
15.如權利要求14中的用於定位服務節點(521)的方法，其中，劃分(603)所述標識符環(500)的步驟還包括以下步驟對於每個範圍(區1-8)分配獨特數n，數η是KnSM的整數，以及對於每個範圍(區1-8)從以下等式來確定開始對象標識符值Sn
16.如權利要求15中的用於定位服務節點(521)的方法，其中，指派(604)區頭節點(502-508)的步驟包括以下選擇 -如果範圍(區1-8)包括具有與所述用戶節點(501)的指表(520)中節點的對象標識符的值相等的值的對象標識符，則選擇具有這個值的節點作為區頭節點(502-508)； -否則，選擇具有該範圍(區1-8)的開始對象標識符值Sn的節點作為區頭節點(502-508)。
17.一種用於定位基於結構化對等分布式哈希表DHT的覆蓋網絡(550)中的服務節點(521)中服務(SI)的用戶節點(501)，所述網絡(550)包括多個節點(501-512)，並且其中，向每個節點(501-512)指派對象標識符，並且其中，所述用戶節點(501)特徵在於它包括 -處理器(1001)，適於將所述覆蓋網絡(550)中的對象標識符的總集合分組成M個範圍(區1-8)，以及對於每個範圍(區1-8)指派具有該範圍(區1-8)內的對象標識符值的區頭節點(502-508)； -信令接口(1002)，適於與所述處理器(1001)通信，並且還適於向M個區頭節點(502-508)中的每個區頭節點發送服務位置請求消息出11、612)，其中，每個服務位置請求消息(611、612)包括所述服務(SI)的服務標識符，並且其中，所述信令接口(1002)還適於接收至少一個服務位置響應消息(613)，所述至少一個服務位置響應消息(613)攜帶到根據權利要求8到12中的任一項所適應的以及提供所述服務(SI)的服務節點(521)的地址。
18.如權利要求17中的用戶節點(501)，其中，所述處理器(1001)還適於通過將DHT標識符環(500)劃分成M個範圍(區1-8)的對象標識符來將對象標識符的總集合分組。
19.如權利要求18中的用戶節點(501)，其中，所述處理器(1001)還適於根據以下等式來將所述DHT標識符環(500)劃分成M個範圍(區1-8)
20.如任何前述權利要求中的用戶節點(501)，還包括存儲器單元(1003)，適於緩存來自所接收的服務位置響應(613)的數據。
全文摘要
本發明涉及用於定位基於結構化對等分布式哈希表DHT的覆蓋通信網絡(310)中的服務的方法和設備。本發明包括兩個相關方法和節點。第一方法被服務節點(321)用於向覆蓋網絡(310)「通告」它正提供特殊服務(S1)。這通過在覆蓋網絡(310)中分布服務對象(O1)的實例(351、352、353)來進行，其存儲在不同節點(331、332、333)中，並且其中，實例(351、352、353)包括到服務節點(321)的地址。另一方法是從希望使用特殊服務(S1)的用戶節點(311)以預先確定的概率以及以預先確定數量的位置請求消息(390)來定位這些實例(351、352、353)中的至少一個實例。
文檔編號H04L29/08GK102668505SQ200980162138
公開日2012年9月12日 申請日期2009年10月21日 優先權日2009年10月21日
發明者A·克拉南, J·豪塔科爾皮, J·馬恩帕 申請人:瑞典愛立信有限公司