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分布式网络的两种架构

时间:2021-12-29    点击: 次    来源:网络    作者:佚名 - 小 + 大

根据节点链接方式以及资源定位方式,分布式网络分为两种架构:一种是非结构化的P2P网络,另一种是结构化的P2P网络。

非结构化的P2P网络,是指网络系统的各个节点随机地互相链接在一起,没有经过特定设计的层叠网络结构,其特点就是搭建网络容易。另外,因为各节点在网络中的角色是相同的,所以面对网络扰动(如大量的节点不断加入或退出)时,网络本身相对稳定,不会受到影响。微资非结构化的P2P网络有一个很大的缺陷,那就是数据索引的效率低。

原因是,当一个节点想要在网络中找到自己需要的数据时,由于整个网络缺乏结构,它不知道哪一个节点上储存着自己想要的数据,它需要向尽可能多的节点发送寻找这项数据的请求:而且网络中的其他节点都要回应和处理这一请求:储存着相关数据的节点计算机要向请求者回复“此处有你需要的数据”,没有相关数据的节点要告诉请求者“我这没有你想要的数据”。假设请求者节点向网络中其他100个节点计算机发送了数据请求,它也会收到100条回复,系统中就出现了200条信令(请求100+回复100);如果同时有n个节点在向网络请求查询数据,则形成的信令数量就是200n条,很容易导致“信令洪水”的发生,消耗大量的CPU和带宽资源,用于大量节点之间的数据查询和通信。


此外,如果请求者寻找的数据是比较流行的,比如热播电影或流行音乐,那么网络中大量的节点会存储这类数据,这时请求者的数据请求会很快得到回应;但如果请求者寻找的是比较小众的数据(本来只储存在网络中的少量节点计算机上),那么请求者的数据请求失败的可能性就会大大增加。

结构化的P2P网络,其特点是网络节点通过特定的网络拓扑结构链接在一起,通过网络协议确保任意节点可以高效找到所需的数据,即使是很少见的数据。目前最常用的结构是DistributedHashTable(DHT),即分布式哈希表,图2.21为采用DHT结构的P2P网络的示意图。

DHT结构的P2P网络中,采用哈希表的方式来对应资源与存储空间,即对于某一资源KEY,首先使用哈希函数计算出这个KEY值的索引index,Hash(KEY)=index,然后把与这个KEY值对应的数据资源VALUE存储到index所对应的存储空间中,这样就建立了(key,value)的对应关系。每次想要查找KEY所对应的VALUE值时,只需要进行哈希运算找到其index值并访问对应的存储空间,就可以找到所需数据。

为了提高搜索效率,网络中的每个节点都保存一份网络节点的哈希表,通过这列表使网络资源与存储节点对应起来。查找某资源时,先对该资源进行哈看计算,找到唯对应的ndx(索引值),然后访问这一案引值对应的节点或在储空间,就能很供找到所需的数据资源,进避免了网路中的“信令洪水”以及提高搜索的成功事。结构化2P网络也有不足之处,那就是因为网络中的阶希表建立资源与存镇空间的对应关系,所以网络抗批动的能力不足,比如当大量节点经常加入成退出网落时,网络数据与资源的对应关系发生了很大变化,原来的哈希表的作用就会大幅降低,效率也随之下降。

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