無(wú)線(xiàn)Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò )中P2P文件搜索機制的研究

1 引言
無(wú)線(xiàn)Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò )因其構建容易、支持用戶(hù)移動(dòng)性的特點(diǎn)，在無(wú)線(xiàn)通信領(lǐng)域中占有極其重要的地位并具有廣闊的應用前景。無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)、移動(dòng)技術(shù)的發(fā)展為無(wú)線(xiàn)Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò )(WANET)提供了更廣泛的應用空間。經(jīng)常使用文件共享的P2P網(wǎng)非常適合 WANET。然而，在現有的無(wú)線(xiàn)Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò )中直接應用P2P技術(shù)，會(huì )造成系統開(kāi)銷(xiāo)大量增加，傳輸效率及查詢(xún)成功率不高，從而影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò )的性能。在無(wú)線(xiàn)Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò )(WANET)中方便快捷地實(shí)現P2P數據共享與交換，改善文件搜索和下載機制成為廣泛關(guān)注的課題。
這里提出一種將查詢(xún)功能和路由功能統一的跨層設計方案，利用分布式哈希表建立樹(shù)狀網(wǎng)絡(luò )拓撲結構，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 )成員都存儲和保留系統資源的位置及路由信息，實(shí)現共享文件的定位查詢(xún)。在WANET中實(shí)現查詢(xún)和路由功能的統一，提高文件搜索和下載效率，定向查詢(xún)網(wǎng)絡(luò )資源，降低冗余開(kāi)銷(xiāo)。

2 系統概述
這里WANET通過(guò)節點(diǎn)間的樹(shù)形邏輯結構解決共享文件的定位查詢(xún)問(wèn)題，隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )新節點(diǎn)的加入樹(shù)形拓撲結構增大。新節點(diǎn)只能通過(guò)某一個(gè)鄰居節點(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)節點(diǎn)只能擁有一個(gè)雙親節點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò )有一個(gè)層次分明的樹(shù)狀拓撲結構，這種結構有助于查找文件路徑(即從存放路徑的節點(diǎn)獲得到達文件存儲節點(diǎn)的路由)，以便從文件存儲節點(diǎn)下載文件。

為了存儲和保留位置信息以及路由信息，系統使用全分布哈希表，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一的位置信息(節點(diǎn)MAC地址和節點(diǎn)文件的全路徑)。用一維空間來(lái)存儲關(guān)鍵詞和哈希值對，通過(guò)統一的哈希函數將每個(gè)關(guān)鍵詞映射到哈希鏈上的對應位置。統一的函數有助于節點(diǎn)之間信息分配的平衡， WANET中的每個(gè)節點(diǎn)負責存儲一段哈希鏈(與哈希表上的索引項對應)。如果某一節點(diǎn)負責哈希鏈段上包含某一文件哈希值，稱(chēng)該節點(diǎn)為文件的路徑節點(diǎn) (Pnode)，存儲文件F的節點(diǎn)就稱(chēng)為文件節點(diǎn)(Fnode)。因此Pnode存儲攜帶位置信息的索引，Fnode存儲實(shí)際文件。因此，訪(fǎng)問(wèn)一個(gè)文件的步驟如下：查詢(xún)節點(diǎn)(Qnode)哈希被搜索的文件名以確定哈希鏈上的值；訪(fǎng)問(wèn)Pnode(哈希值包含在Pnode負責的哈希鏈內)；從Pnode獲取被搜索文件的位置(即Fnode)并確定從Pnode小節點(diǎn)到Fnode的路由；從Qnode獲取到Qnode-Fnode的路由，訪(fǎng)問(wèn)Fnode，文件從 Fnode被下載。

3 樹(shù)形拓撲的建立和節點(diǎn)文件定位
圖1d表示一個(gè)含有7個(gè)節點(diǎn)的WANET網(wǎng)絡(luò )，在該網(wǎng)絡(luò )中，假定節點(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)。