一種分布式環(huán)境中基于隨機游走消息包的資源預發(fā)布方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種分布式環(huán)境中基于隨機游走消息包的資源預發(fā)布方法，所屬【技術領域】為無線通信技術。本發(fā)明所解決的問題是：在分布式環(huán)境這一缺乏骨干架構以及專屬服務器的環(huán)境中，資源預發(fā)布方法難以通過專屬的服務器收集的全局信息，從而難以實現(xiàn)全局目標資源預發(fā)布問題。本發(fā)明所提出的方案是：當網(wǎng)絡中需要預發(fā)布資源時，采用一個隨機游走消息包，通過若干次轉發(fā)，尋找資源副本的最佳持有者。每一次轉發(fā)依靠一個通過本地信息及相鄰節(jié)點信息所構建的狀態(tài)轉移矩陣實現(xiàn)。由此在缺乏全局信息的情況下，分布式的逼近全局目標資源分布的資源預發(fā)布方法。
【專利說明】一種分布式環(huán)境中基于隨機游走消息包的資源預發(fā)布方法
一、【技術領域】:
[0001]本發(fā)明涉及無線通信【技術領域】，是一種分布式環(huán)境中基于隨機游走消息包的資源預發(fā)布方法。
二、【背景技術】:
[0002]資源預發(fā)布(Resource Replication)方法,近年來逐漸成為在分布式環(huán)境下研究最為廣泛的領域之一。當用戶在一個分布式的環(huán)境中，譬如Peer-to-Peer (P2P)網(wǎng)絡、無線自組織網(wǎng)絡、以及無線傳感器網(wǎng)絡等等，需要向其他用戶提供各種應用下的資源(譬如數(shù)據(jù)、服務等)時，能夠通過資源預發(fā)布向整個分布式網(wǎng)絡預發(fā)布資源副本。譬如在無線自組織網(wǎng)絡中，自組織節(jié)點在這一高動態(tài)性的環(huán)境下能夠利用資源預發(fā)布在網(wǎng)絡帶寬浮動較頻繁、無線連接不穩(wěn)定、網(wǎng)絡分割不可預測的情況下，保障資源的可訪問性、有效性以及可靠性。
[0003]在多種分布式環(huán)境中，大量研究提出了各種各樣的資源預發(fā)布方法。有的旨在應對無線自組織網(wǎng)絡下有限的可供給能量，能量消耗必須最大程度得到重視，從而提出的最小化無線自組織網(wǎng)絡中節(jié)點的能量消耗的方法。有的研究則側重于無線自組織網(wǎng)絡中，高穩(wěn)定性資源預發(fā)布方法，實質上是在忽略那些穩(wěn)定度較低的無線連接的情況下進行資源預發(fā)布。另一些研究所提出的預發(fā)布方法則集中于提升無線自組織網(wǎng)絡中資源預發(fā)布方法的性能。這些方法都是根據(jù)其應用領域的不同，從而提出的應對不同需求的全局目標資源分布。無一例外，這些分布當中，都需要引入對全局信息的考慮。
[0004]然而，需要注意的是，在分布式環(huán)境這一缺乏骨干架構以及專屬中央服務器的環(huán)境，資源預發(fā)布方法難以通過專屬的服務器收集的全局信息。從而為在各種應用需求下實現(xiàn)全局目標資源預發(fā)布引入了很強的約束。顯而易見，由在分布式環(huán)境中部署一個專屬的服務器從而為所有自組織節(jié)點`收集和維護全局信息是不現(xiàn)實的；另一方面，在資源預發(fā)布時，通過向整個網(wǎng)絡泛洪查詢消息又需要付出過多的代價。因此，本發(fā)明提出了一種分布式的資源預發(fā)布方法，該方法用于在沒有全局信息支持條件下，逼近全局最優(yōu)資源預發(fā)布，以滿足各種應用下的需求。
三、
【發(fā)明內容】
:
[0005]本發(fā)明提出了一種基于M-H(metropolis-hastings)方法實現(xiàn)在缺乏全局信息的情況下，分布式的逼近全局目標資源分布的資源預發(fā)布方法。在本方法中，每次預發(fā)布采用一個隨機游走消息包，通過若干次轉發(fā)，尋找資源副本的最佳持有者。每一次轉發(fā)依靠一個基于M-H方法構建的狀態(tài)轉移矩陣實現(xiàn)。該方法的具體描述如下。
[0006]給定全局最優(yōu)目標預發(fā)布的資源副本分布，并且能統(tǒng)一表示成以下形式:
[0007]Pi =導(I)
[0008]這里的Li為節(jié)點i的本地信息，節(jié)點i可直接獲取；而G是全局信息，通常需要整個無線自組織網(wǎng)絡的信息聚合而成。本節(jié)所提出的方法的目標，即是在缺乏全局信息G的情況下，達到任意給定的可表示為上述形式的給定式所表示的最優(yōu)目標預發(fā)布的資源副本分布。本發(fā)明僅僅利用本地信息，基于M-H方法構建一個離散馬爾科大鏈。
[0009]一旦某個資源需要預發(fā)布，則通過在這一馬爾科大鏈上發(fā)布隨機游走消息包，將該游走停止的位置作為資源副本的持有者，最終資源副本分布將逼近全局目標分布。在該馬爾科大鏈中，馬爾科大鏈狀態(tài)代表分布式網(wǎng)絡中各種節(jié)點，其一步轉移概率為:
[0010]
【權利要求】
1.一種分布式環(huán)境中基于隨機游走消息包的資源預發(fā)布方法，其特征包含以下幾個步驟: A.網(wǎng)絡中所有節(jié)點，收集其本地信息以及相鄰節(jié)點的信息，無需向整個網(wǎng)絡發(fā)送該節(jié)點信息； B計算狀態(tài)轉移概率，其概率計算只需引入收集到的本地信息及相鄰節(jié)點信息； C.通過以計算得到的狀態(tài)轉移概率發(fā)送隨機游走消息包； D.消息包停留的節(jié)點，作為資源副本的持有節(jié)點。
【文檔編號】H04W8/00GK103686664SQ201210325923
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月6日 優(yōu)先權日:2012年9月6日
【發(fā)明者】周余, 于耀, 都思丹, 宋宇, 王自強, 袁杰, 李楊, 趙康鏈, 王研 申請人:南京大學