分域网络建立方法、分域网络、节点通信方法及网络节点

具体实施方式

本发明实施例提供了分域网络建立方法、分域网络、节点通信方法及网络节点。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，并使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

在传统C/S结构的网络，解决通信传输信誉问题时，主要采用中继转发的方法，从而将通信的源节点和目的节点隐藏在众多的网络实体中，实现这一机制需要依赖某些可信中继服务器节点。而在P2P网络中，每一个节点都可以提供中继转发的功能，能够为用户提供更好的隐私保护，P2P网络中的节点既可以获取服务又可以提供服务，不依赖少数集中控制节点，没有单点失效的缺点。本发明实施例主要应用于P2P网络，但也可以应用于传统互联网络和传感器网络等一些异构融合网络。

参见图1，为本发明分域网络建立方法的实施例流程图：

步骤101：将网络划分为若干域，每个域中包含一个索引服务器节点和若干普通节点。

初始时刻，当有节点请求加入域时，域内的索引服务器节点接收所述节点发送的加入请求，根据该节点与域内的普通节点之间的关联关系，为该节点分配信誉初始值，该信誉初始值可以用于当该节点与其它节点通信后，根据其它节点返回的通信信誉值与该信誉初始值加权平均后，得到该节点更新后的通信信誉值。

具体的，可以根据网络中节点所处的地理位置信息将网络划分为若干域，例如，以大学为单位，将每个大学的网络划分为一个域。实际上，除了以地理位置为依据划分，还可以根据每个域内的节点的其它属性来划分，例如，以商业联盟为例，同一个域内的节点之间应该是合作关系，对此本发明实施例不进行限制。

步骤102：通过域内的索引服务器节点存储域内的普通节点与其它域内的普通节点进行通信的域内历史通信信息。

具体的，每个域内的索引服务器节点通过域内节点信誉表存储所述域内历史通信信息，域内节点信誉表的每个表项包括：所述域内提出通信请求的源普通节点标识、与所述普通节点通信的其它域内的目的普通节点标识、目的普通节点所属的索引服务器节点标识、通信资源的标识、以及通信信誉值；

步骤103：通过每个所述域内的普通节点存储所述普通节点与至少一个普通节点进行通信的本地历史通信信息，结束当前流程。

具体的，每个域内的普通节点通过本地节点信誉表存储所述本地历史通信信息，所述本地节点信誉表的每个表项包括：与所述普通节点通信的其它域内的目的普通节点标识、所述目的普通节点所属的索引服务器节点标识、通信资源的标识、通信信誉值。

参见图2，为按照本发明分域网络的建立方法的实施例所建立的分域网络的结构示意图。其中，共示出了所建立的三个独立域，每个独立域内包含一个索引服务器节点和至少一个普通节点。索引服务器节点和普通节点的是根据每个节点的功能进行设置的，即在每个独立域内，选择一台运行稳定、计算能力强和存储空间大的节点作为索引服务器节点，而其余计算和存储能力一般的节点作为普通节点，域内普通节点可以与所在域的索引服务器节点进行信息交互，而各个域的索引服务器节点之间可以进行信息交互。

其中，普通节点的功能结合图2描述如下：

功能211：存储与本普通节点进行过通信后，通信信誉值(也可称为通信质量值)高于预设值的其它普通节点的信息，这些通信过的其它普通节点的信息可以通过图2中所示的本地节点信誉表进行保存。

仅保存通信信誉值高于预设值的普通节点的信息目的在于，每个普通节点的存储量容量有限，因此普通节点内不存储和自己通信过的所有普通节点的信息，而是只保存一部分和自己通信过程中通信质量高出一定的阈值的普通节点的信息。由于这部分普通节点在通信过程中的信誉值比较高，因此在短时间内，本普通节点很可能和它们再次进行多次通信，而本发明实施例基于分域管理，对于需要多次通信的普通节点，如果本普通节点频繁向索引服务器节点发出查询其信誉值的请求，则会消耗大量无线资源和查询时间，因此本发明实施例中在本地设置一张本地节点信誉表，对于本普通节点向另一个普通节点发起的一个新的通信请求，先在该本地节点信誉表内查找是否有该另一个普通节点的信息，若有，可以直接向该另一个普通节点发起通信请求；若没有，再通过索引服务器节点进行查询。

如下表1所示为本地节点信誉表的表项字段示意：

表1

假设保存这张本地节点信誉表的普通节点的IP地址为i，后面该普通节点即用i来表示，下面是对表1中各个字段的解释：

ID_ind-ser：ID_ind-ser表示与普通节点i进行通信的某一个普通节点所在域的索引服务器节点的ID号，每个索引服务器节点的ID号是唯一的；

ID_IP：和普通节点i通信过的普通节点的ID，每个普通节点的ID也是唯一的，即该ID可以为该普通节点IP地址的哈希值；由此可知，每个普通节点的节点标识符NodeID可由上述ID_ind-ser和ID_IP组成，即NodeID的前半部分为ID_ind-ser，后半部分为ID_IP；

key_id：为与ID_IP对应的普通节点在与普通节点i通信时的通信资源的标识，该标识可以通过不同的哈希函数对资源进行哈希计算后获得，通常通信资源在进行发布时，可以发布在不同域内的不同普通节点上，因此在标识某个通信资源时，可以将其所在域的索引服务器节点标识和通信资源的标识进行组合；

TRUST_value：表示与普通节点i进行通信的某个普通节点的信誉值，由于预先设定仅保存信誉值高于预设值的普通节点的信誉值，因此该字段保存的信誉值所对应的普通节点与普通节点i的通信质量均高于预设值，TRUST_value是普通节点i在进行信誉抉择时的唯一参考指标。TRUST_value可以是连续的也可以是离散的，如果是连续的则可以用具体的数值来表示，比如用1至100之间的数值进行表示，如果是离散的则可以用等级值来表示，比如从到底划分为1至5个等级；

TTL：表示每一个表项的生存时间，即每一个普通节点的信誉度值的有效性都是随时间而衰减的，设置一个TTL，当此TTL值低于预设的时间阈值时，可提醒用户此信誉度值可能已经过期，等待用户返回是否继续信任该普通节点的指示。当TTL减小到0时，则普通节点i自动删除该条信誉度值对应的表项，以表示这两个普通节点长时间不通信，则该表项已经不具备参考价值；

Stime：记录该普通节点i与某个普通节点建立通信成功的次数；

Ftime：记录该普通节点i与某个普通节点建立通信失败的次数。

功能212：普通节点i利用本地节点信誉表独立地对准备发起通信请求的普通节点进行查询和选择，如果能够在本地节点信誉表中查询到准备发起通信请求的普通节点，则说明普通节点i与该普通节点的历史通信信誉值较高，因此可以与该普通节点建立通信连接。

功能213：如果普通节点i在其本地节点信誉表中没有查找到准备发起通信请求的普通节点，则普通节点i向其所在域的索引服务器节点提交查询该普通节点的请求，看索引服务器节点中是否保存有该普通节点的信誉值。

功能214：普通节点i与某个普通节点通信结束后，根据通信质量对该普通节点的信誉值进行重新评估，并将该信誉值向索引服务器节点进行汇报。

其中，索引服务器节点的功能结合图2描述如下：

功能221：网络中所有索引服务器节点根据其所属的不同域按照顺序进行编号，每个域内的普通节点的标识符和该域的编号相同，由此就实现了对普通节点的按域分类，从而便于索引服务器节点对域内普通节点的分级管理。

功能222：索引服务器节点接收网络中某些节点加入域称为普通节点的请求，对该节点的身份进行核查，决定是否接纳，若同意接纳则根据节点身份为该节点分配一个初始信誉值，将该节点加入到域内节点信誉表中；同样的，索引服务器节点也可以接受域内普通节点退出该域的请求，从域内节点信誉表中删除该普通节点对应的表项。

功能223：索引服务器节点通过域内节点信誉表维护和更新本域内的普通节点与其它普通节点通信时的历史信息记录。

如下表2所示为域内节点信誉表的表项字段示意：

表2

ID_req：本域内提出通信请求的普通节点的NodeID，仍以域内普通节点i为例进行说明；

ID_suply：与普通节点i建立了通信连接的其它普通节点的NodeID，该其它普通节点可以是与普通节点i位于同一域内的普通节点，也可以是其它域内的普通节点；

ID_sup-ind：与普通节点i建立了通信连接的其它普通节点所在域的索引服务器节点的ID；

key_id：为与ID_suply对应的普通节点在与普通节点i通信时的通信资源的标识，该标识可以通过不同的哈希函数对资源进行哈希计算后获得，通常通信资源在进行发布时，可以发布在不同域内的不同普通节点上，因此在标识某个通信资源时，可以将其所在域的索引服务器节点标识和通信资源的标识进行组合；

T_value普通节点i在与其它普通节点建立通信连接后，根据通信结果的质量对该其它普通节点给出的信誉值；

TTL：同上述表1中对TTL的说明，在此不再赘述；

Stime：记录该普通节点i与某个普通节点建立通信成功的次数；

Ftime：记录该普通节点i与某个普通节点建立通信失败的次数。

功能224：答复本域内某个普通节点对本域内其它普通节点的信誉值的查询请求，并且答复其它域的索引服务器节点对本域内普通节点的信誉值的查询请求。

由上述分域网络的结构示意图及域内节点的功能描述可知，该分域网络管理结构中，每个域内的索引服务器节点负责向本域内的普通节点提供查询功能，两个域的普通节点之间的查询请求和查询结果通过这两个域内的索引服务器节点进行转发，由于每个域内的索引服务器节点仅负责本域内的普通节点对其它域内的普通节点通信信誉值的查询，并且不同域之间通过各自的索引服务器节点进行查询交互，由此降低了分布式网络中仅有一台服务器时的查询负载，提高了单点客户端的查询效率。

在前述分域网络建立方法的实施例基础上，本发明还提供了基于分域网络的节点通信实施例。

参见图3，为本发明节点通信方法的第一实施例流程图；

步骤301：域内源索引服务器节点接收域内源普通节点发送的通信请求，该通信请求中包含通信资源的标识。

步骤302：源索引服务器节点根据通信资源的标识查找通信资源所在的目的普通节点标识及其所属的目的索引服务器节点标识。

具体的，源索引服务器节点根据所述通信资源的标识查找域内节点信誉表，从所述域内节点信誉表中获取与通信资源的标识对应的目的普通节点标识、目的普通节点所属的目的索引服务器节点标识及通信信誉值。

步骤303：根据目的索引服务器节点返回的目的普通节点的历史通信信息，获取目的普通节点的全局信誉值。

具体的，向目的索引服务器节点发送查询请求，查询请求用于查询与目的普通节点通信过的所有普通节点、所有普通节点所属的索引服务器节点以及通信信誉值，根据目的索引服务器节点返回的查询信息查询域内节点信誉表，从与目的普通节点通信过的所有普通节点中，获取和源普通节点通信过的普通节点，根据源普通节点与目的普通节点的通信信誉值，以及和所述源普通节点通信过的普通节点与所述目的普通节点的通信信誉值计算目的普通节点的全局信誉值。

步骤304：当全局信誉值超过预先设置的阈值时，允许源普通节点与目的普通节点建立通信，结束当前流程。

参见图4，为本发明节点通信方法的第二实施例流程图，该实施例详细是出了源普通节点与目的普通节点之间进行通信的详细过程：

步骤401：域内源普通节点根据通信资源的标识查找本地节点信誉表。

步骤402：判断是否查找到通信资源所在的目的普通节点，若是，则执行步骤411；否则，执行步骤403。

步骤403：域内源普通节点向域内源索引服务器发送包含通信资源的标识的通信请求。

步骤404：源索引服务器节点根据通信资源的标识查找域内节点信誉表。

步骤405：从域内节点信誉表中获取与通信资源的标识对应的目的普通节点标识、目的普通节点所属的目的索引服务器节点标识及通信信誉值。

步骤406：向目的索引服务器节点发送查询请求，用于查询与目的普通节点通信过的所有普通节点、所有普通节点所属的索引服务器节点以及通信信誉值。

步骤407：根据目的索引服务器节点返回的查询信息查询域内节点信誉表。

步骤408：从与目的普通节点通信过的所有普通节点中，获取和源普通节点通信过的普通节点。

步骤409：根据源普通节点与目的普通节点的通信信誉值，以及和所述源普通节点通信过的普通节点与目的普通节点的通信信誉值计算目的普通节点的全局信誉值。

步骤410：当全局信誉值超过预先设置的阈值时，源普通节点与目的普通节点建立通信，结束当前流程。

步骤411：源普通节点直接与目的普通节点建立通信连接，结束当前流程。

下面通过一具体应用实例对前述节点通信方法的实施例进行描述：

由前述描述可知，每个普通节点的节点标识符NodeID由两部分构成，前半部分由表示普通节点所在域的哈希值构成，表示普通节点所在域的信息，后半部分由普通节点的IP地址的哈希值构成，表示普通节点的自身信息。以P2P网络为例，P2P网络是构建在实际物理层和应用层之间的一种覆盖层网络，同一个域内的普通节点的NodeID的前半部分相同，因此在覆盖层，顺时针方向可以按照NodeID由小到大的顺序进行排列，形成一个大的Chord环，该Chord环可以实现结构化路由，根据物理层和覆盖层的映射关系，同一个域内的节点在覆盖层，即整个Chord环的逻辑排列上也相互邻近。

而对于在普通节点上发布资源来说，可以采用不同的哈希函数，对资源进行哈希运算，得到资源的临时关键字标识符keyid，keyid被随机地挑选任何一个或几个普通节点进行发布，发布后资源的新的关键字标识符KeyID的前半部分和所在域普通节点的NodeID的前半部分相同，后半部分即为keyid。

本发明实施例中不同域之间的节点在实现查询时，可以基于所述Chord环，对于整个大的Chord环，各个域之间按照顺时针方向顺序查找；而每个域内，由于NodeID的前半部分相同，则仅后半部分按照Chord规则查找，从而可以有效提高了查找效率。参见图5，为本发明实施例中Chord环的结构示意图，其中每个方框表示索引服务器节点，每个圆圈标识普通节点，由图5可知，整个P2P网络虽然划分为不同域进行管理，但是在进行查找，网络中所有的节点首尾相接组成一个环，并且每两个方框之间的弧线上分布的圆圈表示属于同一个域的普通节点，基于此路由结构提高了查找效率。

基于上述Chord结构话路由，假设NodeID＝u的普通节点发起对某通信资源的标识keyid＝k的查找，假设在众多拥有keyid＝k资源的普通节点中，NodeID＝v(i)(i＝1，2...)的普通节点是其中之一，并且普通节点u所处域的索引服务器节点的ID＝index_u，普通节点v(i)所处的域的索引服务器节点的ID＝index_v(i)：

普通节点u首先检查自身存储的本地节点信誉表(前述表1)，按照Chord路由方法进行查找，若存在资源标识keyid＝k的普通节点v(1)，则根据keyid从本地节点信誉表中获取该普通节点u与普通节点v(1)通信过的通信信誉值，并根据该通信信誉值来决断，若通信信誉值超过预设的阈值，说明该普通节点可靠，普通节点u与普通节点v(1)建立通信连接并传输通信资源；

若本地节点信誉表中不存在资源标识keyid＝k的普通节点v(1)，则普通节点u会向索引服务器节点index_u发出查询请求，此时索引服务器节点index_u会把普通节点u和普通节点v(1)之前通信时的v(1)的通信信誉值(也可称为局部信誉值)返回给普通节点u；

索引服务器节点index_u根据通信资源的标识NodeID，按照顺时针方向在整个Chord环上查找到通信资源所在的域，并在所在的域按照Chord方式查找NodeID＝v(1)的普通节点，同时索引服务器节点index_u向普通节点v(1)所在域的索引服务器节点index_v(1)发出查询请求，索引服务器节点index_v(1)向索引服务器节点index_u返回最近与普通节点v(1)通信过的所有普通节点的ID和这些普通节点所在域的ID；

假设某个和普通节点v(1)通信过的一个普通节点为x，其所处域的索引服务器节点的ID为index_x，则索引服务器节点index_u会向索引服务器节点index_x发出查询请求，索引服务器节点index_x把普通节点x对与普通节点v(1)进行通信后的通信信誉值返回到索引服务器节点index_u，类似地，可以获得最近所有与普通节点v(1)通信过的普通节点对普通节点v(1)返回的通信信誉值；

索引服务器节点Index_u从域内节点信誉表中查找普通节点，这些普通节点为既与普通节点u通信过，又与普通节点v(1)通信过的普通节点，索引服务器节点Index_u根据上述查找到的普通节点与普通节点v(1)通信后的通信信誉值，以及普通节点u和普通节点v(1)之前通信时的通信信誉值，根据全局信誉度算法计算出普通节点v(1)的全局信誉值；

如果普通节点v(1)的全局信誉度超过普通节点u预先设定的阈值，则普通节点u会和普通节点v(1)建立连接，并开始通信；否则，普通节点u继续查找下一个拥有自己所需通信资源，即NodeID＝v(2)的普通节点，直到找到一个全局信誉值超过阈值的普通节点并与之进行通信，或者查询时间超过阈值而返回查询失败的消息为止；

假设普通节点u与普通节点v(1)建立连接并完成了通信，则普通节点u会根据通信的质量产生一个推荐信誉值，并将该推荐信誉值返回给普通节点v(1)，此时普通节点v(1)会将该推荐信誉值与自身保存的当前通信信誉值进行加权处理，得到该普通节点v(1)的新的通信信誉值，并将该新的通信信誉值按照原路由转发到普通节点u及其所属的索引服务器节点index_u，普通节点u根据该新的通信信誉值更新本地节点信誉表，并且索引服务器节点index_u根据该新的通信信誉值更新域内节点信誉表。

与本发明分域网络建立方法及节点通信方法的实施例相对应，本发明还提供了分域网络和网络节点的实施例。

参见图6，为本发明分域网络的实施例框图，网络被划分为若干域，为了示例方便，图6中仅示出了两个域。

其中，每个域内包含一个索引服务器节点610和若干普通节点620：

所述索引服务器节点610，用于存储所述域内的普通节点与其它域内的普通节点进行通信的域内历史通信信息；

所述普通节点620，用于存储所述普通节点与至少一个普通节点进行通信的本地历史通信信息。

参见图7，为本发明网络节点的第一实施例框图，该网络节点为请求通信的源普通节点所属域内的源索引服务器节点：

该网络节点包括：接收单元710、查找单元720、获取单元730和指示单元740。

接收单元710，用于接收所述域内源普通节点发送的通信请求，所述通信请求中包含通信资源的标识；

查找单元720，用于根据所述通信资源的标识查找所述通信资源所在的目的普通节点标识及其所属的目的索引服务器节点标识；

获取单元730，用于根据所述目的索引服务器节点返回的所述目的普通节点的历史通信信息，获取所述目的普通节点的全局信誉值；

指示单元740，用于当所述全局信誉值超过预先设置的阈值时，允许所述源普通节点与所述目的普通节点建立通信。

参见图8A，为本发明网络节点的第二实施例框图，该网络节点为请求通信的源普通节点所属域内的源索引服务器节点：

该网络节点包括：接收单元810、查找单元820、获取单元830、指示单元840和更新单元850。

其中，接收单元810，用于接收所述域内源普通节点发送的通信请求，所述通信请求中包含通信资源的标识；

查找单元820，用于根据所述通信资源的标识查找所述通信资源所在的目的普通节点标识及其所属的目的索引服务器节点标识；

获取单元830，用于根据所述目的索引服务器节点返回的所述目的普通节点的历史通信信息，获取所述目的普通节点的全局信誉值；

指示单元840，用于当所述全局信誉值超过预先设置的阈值时，允许所述源普通节点与所述目的普通节点建立通信；

更新单元850，用于所述源普通节点与所述目的普通节点建立通信后，接收所述目的普通节点通过目的索引服务器节点返回的通信信誉值，并根据所述返回的通信信誉值更新所述源普通节点与所述目的普通节点的通信信誉值。

具体的，参见图8B，查找单元820可以包括：域内节点信誉表查找单元821，用于根据所述通信资源的标识查找域内节点信誉表；节点信息获取单元822，用于从所述域内节点信誉表中获取与所述通信资源的标识对应的目的普通节点标识、所述目的普通节点所属的目的索引服务器节点标识及通信信誉值。

具体的，参见图8C，获取单元830可以包括：查询请求发送单元831，用于向所述目的索引服务器节点发送查询请求，所述查询请求用于查询与所述目的普通节点通信过的所有普通节点、所有普通节点所属的索引服务器节点以及通信信誉值；域内节点信誉表查找单元832，用于根据所述目的索引服务器节点返回的查询信息查询域内节点信誉表；普通节点获取单元833，用于从与所述目的普通节点通信过的所有普通节点中，获取和所述源普通节点通信过的普通节点；全局信誉值计算单元834，用于根据所述源普通节点与目的普通节点的通信信誉值，以及和所述源普通节点通信过的普通节点与所述目的普通节点的通信信誉值计算所述目的普通节点的全局信誉值。

通过以上的实施方式的描述可知，本发明实施例中将网络划分为若干域，每个所述域中包含一个索引服务器节点和若干普通节点，当域内源索引服务器节点接收到域内源普通节点发送的包含通信资源的标识的通信请求后，根据通信资源的标识查找通信资源所在的目的普通节点标识及其所属的目的索引服务器节点标识，根据目的索引服务器节点返回的目的普通节点的历史通信信息，获取目的普通节点的全局信誉值，当所述全局信誉值超过预先设置的阈值时，允许所述源普通节点与所述目的普通节点建立通信。本发明实施例中的网络为分域管理的网络，由于每个域内的索引服务器节点仅负责本域内的普通节点对其它域内的普通节点通信信誉值的查询，并且不同域之间通过各自的索引服务器节点进行查询交互，由此降低了分布式网络中仅有一台服务器时的查询负载，提高了单点客户端的查询效率，以及整个网络的通信安全性和可靠性。

本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。