CN106817266A - 一种对等网络资源下载方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种对等网络资源下载方法，属于网络资源下载技术领域。本发明所述方法首先将对等网络中所有节点的共享资源信息注册到索引服务器上，并且索引服务器采用一定的方法保活所有接点。请求节点向索引服务器发送资源查询请求；索引服务器根据所述资源查询请求查询拥有所述资源的节点，并将拥有所述资源的节点信息返回给请求节点；请求节点根据索引服务器返回的节点信息选择一个节点下载资源，同时周期性地并行探测请求节点与其他节点的资源下载速度，从资源下载速度最快的节点下载剩余资源。本发明所述方法大大提高了对等网络资源的下载效率。

Description

一种对等网络资源下载方法

技术领域

本发明属于网络资源下载技术领域，具体涉及一种对等网络资源下载方法。

背景技术

P2P(Peer-to-Peer，对等网络)，简单的说就是以非集中方式使用分布式资源来完成关键任务的一类***和应用。P2P直接将人们联系起来，让人们通过互联网直接交互。P2P使得网络上的沟通变得容易、更直接共享和交互，真正地消除中间商。P2P就是人可以直接连接到其他用户的计算机、交换文件，而不是像过去那样连接到服务器去浏览与下载。P2P另一个重要特点是改变互联网现在的以大网站为中心的状态、重返“非中心化”，并把权力交还给用户。

在P2P***中，资源可能存在于网络中的任意节点，因此要想利用节点下载资源，首要问题便是解决资源定位问题。现有P2P***中资源定位主要包括如下两种方式：①通过集中索引服务进行定位。例如BT协议(一种P2P协议)，节点资源信息注册到集中索引服务器，节点间资源定位通过索引服务进行查询。这种方法虽然可以高效查询资源，但是无法确定资源的提供节点是否合适，且无法判断节点是否存活，因此使用BT协议开发的P2P***下载资源的效率较低，而且往往无法完整的下载资源。同时由于BT协议定位资源时不区分地域等信息，网络数据传输往往需要跨越骨干网络，造成骨干网络的数据拥堵。甚至会跨越网络运营商ISP，由于运营商需要缴纳对接流量，因此常常遭到网络运营商的封杀。②通过节点间无序的泛洪(发送网络广播包)进行定位。例如gossip协议(一种P2P协议)。基于泛洪协议开发的P2P***，由于网络泛洪发送网络广播包会导致无效网络包在互联网的指数传播，严重影响网络的应用，效率低下，因此网络需要限制泛洪的转发次数，这样通常会导致资源无法定位到，进而无法下载到资源。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种对等网络资源下载方法，能够在保证节点存活的情况下，提高下载效率。

为了达到上述目的，本发明方法包括如下步骤：

(1)在索引服务器上维护所述对等网络中所有节点的共享资源信息；同时在索引服务器上建立节点登记表和两个空白的环形链表，分别作为监测链表和探测链表。

所述节点登记表的建立过程为：索引服务器将对等网络中的节点属性信息存入空白的节点登记表中，且节点登记表中以单个节点的节点属性信息作为一个表项。

(2)所述索引服务器将节点登记表中所有表项全部存入空白的探测链表中。

所述索引服务器连续向探测链表中所有表项对应的节点发送保活探测报文，节点在接收到保活探测报文后，若该节点存在并具有正常工作的能力，则该节点生成探测应答报文发送至索引服务器。

对于发出探测应答报文的节点，索引服务器将其对应的节点登记表项从探测链表中移出，并移入监测链表。

当监测链表不为空时，索引服务器连续向监测链表中所有表项对应的接收端发送保活监测报文，节点在接收到保活监测报文后，若该节点处于正常工作状态，则生成监测应答报文发送至索引服务器；对于未发出监测应答报文的节点，索引服务器将其对应的节点登记表项从监测链表中移除，并移入探测链表；

所述索引服务器重复上述过程(2)以实时更新监测链表和探测链表。

(3)所述对等网络中的每个节点均向索引服务器发送资源查询请求。

(4)索引服务器根据所述资源查询请求查询拥有所述资源的节点为待选节点，并判断所述待选节点是存在于监测链表中还是探测链表中，若存在于监测链表中，则将该待选节点的节点属性信息作为备选信息返回给发出对应资源查询请求的节点。

(5)请求节点根据索引服务器返回的备选信息中选择一个节点下载资源，同时周期性地并行探测请求节点与其他节点的资源下载速度，从资源下载速度最快的节点下载剩余资源。

进一步地，步骤(1)中还包括将所有节点的节点属性信息注册到索引服务器的操作，所述节点属性信息包括节点网络IP地址、节点所属地域信息、节点所属网络运营商信息、节点网络地址转换属性和节点网络连接方式，所述节点网络地址转换属性包括需要网络地址转换穿越和不需要网络地址转换穿越，所述节点网络连接方式包括LAN方式、ADSL方式和无线方式。

进一步地，步骤(3)中，如果拥有所述资源的节点数量超过阈值M，则根据节点属性信息对拥有所述资源的节点按照预先设定的筛选策略进行筛选，将筛选后剩余的节点信息返回给请求节点。

进一步地，筛选策略如下：

(a)根据节点网络IP地址和节点所属地域信息，筛选出与请求节点处于同一地域的节点，其数量记为Num1，令Sum＝Num1；

(b)如果Sum＜M，则进入下一步，否则筛选过程结束；

(c)根据节点所属网络运营商信息，筛选出与请求节点相同运营商的节点，其数量记为Num2，令Sum＝Sum+Num2；

(d)如果Sum＜M，则进入下一步，否则筛选过程结束；

(e)根据节点网络地址转换属性，筛选出与请求节点不需要网络地址转换穿越的节点，

其数量记为Num3，令Sum＝Sum+Num3；

(f)如果Sum＜M，则进入下一步，否则筛选过程结束；

(g)筛选出与请求节点需要网络地址转换穿越的节点，其数量记为Num4，令Sum＝Sum+Num4；

(h)如果Sum＜M，则进入下一步，否则筛选过程结束；

(i)根据节点网络连接方式，筛选出采用LAN方式的节点，其数量记为Num5，令Sum＝Sum+Num5；

(j)如果Sum＜M，则进入下一步，否则筛选过程结束；

(k)筛选出采用ADSL方式的节点，其数量记为Num6，令Sum＝Sum+Num6；

(l)如果Sum＜M，则筛选出采用无线方式的节点，筛选过程结束；否则筛选过程结束。

进一步地，对于种子节点，不参与筛选。

进一步地，对筛选后的节点按照如下优先级进行排序：与请求节点处于同一地域的节点＞与请求节点相同运营商的节点＞与请求节点不需。

有益效果：

本发明所述方法，通过索引服务器一方面能够保证所有资源下载节点的存活，另一方面初步定位资源节点的范围，并根据节点间的筛选策略选择探测节点范围，从而能够在保证节点存活的情况下，高效、准确地定位网络资源节点。通过探测筛选后节点，能够找出资源下载速度最快的节点，从资源下载速度最快的节点下载资源，从而大大提高了对等网络资源的下载效率。此外，通过对筛选后节点进行排序，下载时首先从排在最前的节点下载，进一步提高了对等网络资源的下载效率。

附图说明

图1是具体实施方式中对等网络资源下载方法流程图；

图2是具体实施方式中节点筛选过程流程图。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

图1示出了本实施方式中对等网络资源下载方法的流程。如图1所示，该方法包括以下步骤：

(1)在索引服务器上维护所述对等网络中所有节点的共享资源信息；同时在索引服务器上建立节点登记表和两个空白的环形链表，分别作为监测链表和探测链表。

节点登记表的建立过程为：索引服务器将对等网络中的节点属性信息存入空白的节点登记表中，且节点登记表中以单个节点的节点属性信息作为一个表项。

共享资源信息可以是资源ID。所述节点属性信息包括节点网络IP地址、节点所属地域信息、节点所属网络运营商信息、节点NAT(NetworkAddressTranslation，网络地址转换)属性和节点网络连接方式。所述节点NAT属性包括需要网络地址转换穿越和不需要网络地址转换穿越，所述节点网络连接方式包括LAN方式、ADSL方式和无线方式。

节点网络IP地址是指节点外部使用的公网地址，对于处于NAT之后的节点，是指NAT的外部公网IP地址；对于使用代理服务器而言，是指节点使用的代理服务器的IP地址。节点所属地域信息可以根据具体应用需要分为国别信息、省份信息、城市信息、城市区域信息或者更细致的地域划分信息。

(2)索引服务器将节点登记表中所有表项全部存入空白的探测链表中。

索引服务器连续向探测链表中所有表项对应的节点发送保活探测报文，节点在接收到保活探测报文后，若该节点存在并具有正常工作的能力，则该节点生成探测应答报文发送至索引服务器。

对于发出探测应答报文的节点，索引服务器将其对应的节点登记表项从探测链表中移出，并移入监测链表。

当监测链表不为空时，索引服务器连续向监测链表中所有表项对应的接收端发送保活监测报文，节点在接收到保活监测报文后，若该节点处于正常工作状态，则生成监测应答报文发送至索引服务器；对于未发出监测应答报文的节点，索引服务器将其对应的节点登记表项从监测链表中移除，并移入探测链表。

索引服务器重复上述过程(2)以实时更新监测链表和探测链表。因此本实施例能够保证监测链表中所有表项对应节点存在并具有正常工作的能力，从而实现对节点的保活。

(3)对等网络中的每个节点均向索引服务器发送资源查询请求，所述资源查询请求中包含资源ID。

(4)索引服务器根据所述资源查询请求查询拥有所述资源的节点为待选节点，并判断所述待选节点是存在于监测链表中还是探测链表中，若存在于监测链表中，则将该待选节点的节点属性信息作为备选信息返回给发出对应资源查询请求的节点。

(5)请求节点根据索引服务器返回的备选信息中选择一个节点下载资源，同时周期性地并行探测请求节点与其他节点的资源下载速度，从资源下载速度最快的节点下载剩余资源。

索引服务器根据资源ID查询拥有所述资源的节点。如果拥有所述资源的节点数量不超过设定的阈值M，则按照如下优先级对拥有所述资源的节点进行排序：与请求节点处于同一地域的节点＞与请求节点相同运营商的节点＞与请求节点不需要网络地址转换穿越的节点＞与请求节点需要网络地址转换穿越的节点＞网络连接方式为LAN方式的节点＞网络连接方式为ADSL方式的节点＞网络连接方式为无线方式的节点。

对于与请求节点处于同一地域的节点，再按照如下优先级进行排序：

与请求节点相同运营商的节点＞与请求节点不需要网络地址转换穿越的节点＞与请求节点需要网络地址转换穿越的节点＞网络连接方式为LAN方式的节点＞网络连接方式为ADSL方式的节点＞网络连接方式为无线方式的节点。

对于与请求节点相同运营商的节点，再按照如下优先级进行排序：

与请求节点不需要网络地址转换穿越的节点＞与请求节点需要网络地址转换穿越的节点＞网络连接方式为LAN方式的节点＞网络连接方式为ADSL方式的节点＞网络连接方式为无线方式的节点。

对于与请求节点不需要网络地址转换穿越的节点，再按照如下优先级进行排序：

网络连接方式为LAN方式的节点＞网络连接方式为ADSL方式的节点＞网络连接方式为无线方式的节点。

对于与请求节点需要网络地址转换穿越的节点，再按照如下优先级进行排序：

网络连接方式为LAN方式的节点＞网络连接方式为ADSL方式的节点＞网络连接方式为无线方式的节点。

按照上述方式对拥有所述资源的节点排序后，索引服务器将其返回给请求节点。排序的优先级可以根据具体的应用情况进行调整，并不限于上述优先级顺序。

如果拥有所述资源的节点数量超过阈值M，则根据节点属性信息对拥有所述资源的节点按照预先设定的筛选策略进行筛选。

如图2所示，本实施方式中，筛选策略包括如下步骤：

(a)根据节点网络IP地址和节点所属地域信息，筛选出与请求节点处于同一地域的节点，其数量记为Num1，令Sum＝Num1。

根据节点网络IP地址和节点所属地域信息，可以确定地域局域性，从而使得物理位置临近的节点共享数据，这样能够加快资源的下载速度，同时又能避免对骨干网络的占用。

(b)如果Sum＜M，则进入下一步，否则筛选过程结束。

(c)根据节点所属网络运营商信息，筛选出与请求节点相同运营商的节点，其数量记为Num2，令Sum＝Sum+Num2。

根据节点所属网络运营商信息，可以使得同属于一个网络运营商的节点互相分享数据，从而避免了跨越运营商的流量对接问题。

(d)如果Sum＜M，则进入下一步，否则筛选过程结束。

(e)根据节点网络地址转换属性，筛选出与请求节点不需要网络地址转换穿越的节点，其数量记为Num3，令Sum＝Sum+Num3。

(f)如果Sum＜M，则进入下一步，否则筛选过程结束。

(g)筛选出与请求节点需要网络地址转换穿越的节点，其数量记为Num4，令Sum＝Sum+Num4。

根据NAT属性，可以确定节点是否需要NAT穿越才能进行资源共享。一般地，NAT穿越需要额外的开销，影响共享资源的下载效率。

(h)如果Sum＜M，则进入下一步，否则筛选过程结束；

(i)根据节点网络连接方式，筛选出采用LAN方式的节点，其数量记为Num5，令Sum＝Sum+Num5。

(j)如果Sum＜M，则进入下一步，否则筛选过程结束；

(k)筛选出采用ADSL方式的节点，其数量记为Num6，_______令Sum＝Sum+Num6。

(l)如果Sum＜M，则筛选出采用无线方式的节点，筛选过程结束，否则筛选过程结束。

根据节点网络连接方式，可以估计出节点的带宽情况。一般地，LAN方式的带宽＞ADSL方式的带宽＞无线方式的带宽。

对于按照上述筛选策略筛选后的节点，按照如下优先级进行排序：

与请求节点处于同一地域的节点＞与请求节点相同运营商的节点＞与请求节点不需要网络地址转换穿越的节点＞与请求节点需要网络地址转换穿越的节点＞网络连接方式为LAN方式的节点＞网络连接方式为ADSL方式的节点＞网络连接方式为无线方式的节点。

对于与请求节点处于同一地域的节点，再按照如下优先级进行排序：

与请求节点相同运营商的节点＞与请求节点不需要网络地址转换穿越的节点＞与请求节点需要网络地址转换穿越的节点＞网络连接方式为LAN方式的节点＞网络连接方式为ADSL方式的节点＞网络连接方式为无线方式的节点。

对于与请求节点相同运营商的节点，再按照如下优先级进行排序：

与请求节点不需要网络地址转换穿越的节点＞与请求节点需要网络地址转换穿越的节点＞网络连接方式为LAN方式的节点＞网络连接方式为ADSL方式的节点＞网络连接方式为无线方式的节点。

对于与请求节点不需要网络地址转换穿越的节点，再按照如下优先级进行排序：网络连接方式为LAN方式的节点＞网络连接方式为ADSL方式的节点＞网络连接方式为无线方式的节点。

对于与请求节点需要网络地址转换穿越的节点，再按照如下优先级进行排序：

网络连接方式为LAN方式的节点＞网络连接方式为ADSL方式的节点＞网络连接方式为无线方式的节点。

按照上述方式对拥有所述资源的节点进行筛选和排序后，索引服务器将其返回给请求节点。排序的优先级可以根据具体的应用情况进行调整，并不限于上述优先级顺序。

为了保证节点总是可以下载到需要的资源，上述筛选策略对种子节点不起作用，即种子节点不参与上述筛选过程，但参与排序过程。所谓种子，就是原始资源的提供节点。

(4)请求节点根据索引服务器返回的节点信息选择一个节点下载资源，同时周期性并行探测请求节点与其他节点的资源下载速度，从资源下载速度最快的节点下载剩余资源。

由于探测节点之间的资源下载速度是比较耗时的，因此为了加快资源下载速度，优选地，请求节点先选择排序在最前的节点下载资源。在下载资源的同时，探测请求节点与其他节点的资源下载速度。如果探测出请求节点与其他节点的资源下载速度超过请求节点与当前节点的资源下载速度，则请求节点从资源下载最快的节点下载剩余资源。

在资源下载过程中，优选地，可以周期性地重复步骤(3)，即索引服务器周期性的查询拥有请求节点请求的资源的节点，筛选后返回给请求节点。请求节点周期性地并行探测与索引服务器最新返回的节点的资源下载速度，从资源下载速度最快的节点下载剩余资源。

综上，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种对等网络资源下载方法，包括以下步骤：

(1)在索引服务器上维护所述对等网络中所有节点的共享资源信息；同时在索引服务器上建立节点登记表和两个空白的环形链表，分别作为监测链表和探测链表；

所述节点登记表的建立过程为：索引服务器将对等网络中的节点属性信息存入空白的节点登记表中，且节点登记表中以单个节点的节点属性信息作为一个表项；

(2)所述索引服务器将节点登记表中所有表项全部存入空白的探测链表中；

所述索引服务器连续向探测链表中所有表项对应的节点发送保活探测报文，节点在接收到保活探测报文后，若该节点存在并具有正常工作的能力，则该节点生成探测应答报文发送至索引服务器；

对于发出探测应答报文的节点，索引服务器将其对应的节点登记表项从探测链表中移出，并移入监测链表；

当监测链表不为空时，索引服务器连续向监测链表中所有表项对应的接收端发送保活监测报文，节点在接收到保活监测报文后，若该节点处于正常工作状态，则生成监测应答报文发送至索引服务器；对于未发出监测应答报文的节点，索引服务器将其对应的节点登记表项从监测链表中移除，并移入探测链表；

所述索引服务器重复上述过程(2)以实时更新监测链表和探测链表；

(3)所述对等网络中的每个节点均向索引服务器发送资源查询请求；

(4)索引服务器根据所述资源查询请求查询拥有所述资源的节点为待选节点，并判断所述待选节点是存在于监测链表中还是探测链表中，若存在于监测链表中，则将该待选节点的节点属性信息作为备选信息返回给发出对应资源查询请求的节点；

(5)请求节点根据索引服务器返回的备选信息中选择一个节点下载资源，同时周期性地并行探测请求节点与其他节点的资源下载速度，从资源下载速度最快的节点下载剩余资源。

2.如权利要求1所述的对等网络资源下载方法，其特征在于：步骤(1)中还包括将所有节点的节点属性信息注册到索引服务器的操作，所述节点属性信息包括节点网络IP地址、节点所属地域信息、节点所属网络运营商信息、节点网络地址转换属性和节点网络连接方式，所述节点网络地址转换属性包括需要网络地址转换穿越和不需要网络地址转换穿越，所述节点网络连接方式包括LAN方式、ADSL方式和无线方式。

3.如权利要求2所述的对等网络资源下载方法，其特征在于：步骤(3)中，如果拥有所述资源的节点数量超过阈值M，则根据节点属性信息对拥有所述资源的节点按照预先设定的筛选策略进行筛选，将筛选后剩余的节点信息返回给请求节点。

4.如权利要求3所述的对等网络资源下载方法，其特征在于：所述的筛选策略如下：

(a)根据节点网络IP地址和节点所属地域信息，筛选出与请求节点处于同一地域的节点，其数量记为Num1，令Sum＝Num1；

(b)如果Sum＜M，则进入下一步，否则筛选过程结束；

(c)根据节点所属网络运营商信息，筛选出与请求节点相同运营商的节点，其数量记为Num2，令Sum＝Sum+Num2；

(d)如果Sum＜M，则进入下一步，否则筛选过程结束；

(e)根据节点网络地址转换属性，筛选出与请求节点不需要网络地址转换穿越的节点，

其数量记为Num3，令Sum＝Sum+Num3；

(f)如果Sum＜M，则进入下一步，否则筛选过程结束；

(g)筛选出与请求节点需要网络地址转换穿越的节点，其数量记为Num4，令Sum＝Sum+Num4；

(h)如果Sum＜M，则进入下一步，否则筛选过程结束；

(i)根据节点网络连接方式，筛选出采用LAN方式的节点，其数量记为Num5，令Sum＝Sum+Num5；

(j)如果Sum＜M，则进入下一步，否则筛选过程结束；

(k)筛选出采用ADSL方式的节点，其数量记为Num6，令Sum＝Sum+Num6；

(1)如果Sum＜M，则筛选出采用无线方式的节点，筛选过程结束；否则筛选过程结束。

5.如权利要求4所述的对等网络资源下载方法，其特征在于：对于种子节点，不参与筛选。

6.如权利要求5所述的对等网络资源下载方法，其特征在于：对筛选后的节点按照如下优先级进行排序：

与请求节点处于同一地域的节点＞与请求节点相同运营商的节点＞与请求节点不需。