一種基于興趣-相關(guān)度的移動(dòng)p2p網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)預(yù)取方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及移動(dòng)P2P網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種基于興趣-相關(guān)度的移動(dòng)P2P網(wǎng) 絡(luò)數(shù)據(jù)預(yù)取方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著無(wú)線通信技術(shù)的快速發(fā)展、移動(dòng)設(shè)備性能的不斷提升與普及，使移動(dòng)用戶隨 時(shí)隨地交換和處理信息成為現(xiàn)實(shí)，因此，近年來(lái)，結(jié)合無(wú)線通信技術(shù)和對(duì)等計(jì)算的移動(dòng)P2P 網(wǎng)絡(luò)(MobilePeer-to-PeerNetworks,MP2P)成為了當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。移動(dòng)P2P網(wǎng)絡(luò)作為一 種新興的移動(dòng)數(shù)據(jù)通信方式，為人們提供了一種在無(wú)基礎(chǔ)設(shè)施支持的無(wú)線環(huán)境下進(jìn)行數(shù)據(jù) 傳輸?shù)慕鉀Q方案，可W廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)災(zāi)難救援、事故搶修、野外施工人員間的即時(shí)通 信與信息共享等缺乏基礎(chǔ)設(shè)施支持的應(yīng)用場(chǎng)景。
[0003] 由于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境所固有的缺陷和特點(diǎn)，如節(jié)點(diǎn)的頻繁移動(dòng)、移動(dòng)設(shè)備能量和資 源的短缺、無(wú)線連接不可靠W及有限的通信帶寬等，為移動(dòng)P2P網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)存取帶 來(lái)了巨大的技術(shù)挑戰(zhàn)。已有研究表明，預(yù)取技術(shù)能顯著降低移動(dòng)用戶數(shù)據(jù)訪問(wèn)時(shí)延，減少網(wǎng) 絡(luò)通信開(kāi)銷、節(jié)省移動(dòng)設(shè)備的電池電量、增大網(wǎng)絡(luò)吞吐率，從而提高整個(gè)移動(dòng)P2P系統(tǒng)工作 效率。數(shù)據(jù)預(yù)取是通過(guò)分析用戶當(dāng)前及歷史訪問(wèn)記錄，預(yù)測(cè)未來(lái)可能會(huì)訪問(wèn)到的內(nèi)容并將 其提前緩存到本地，當(dāng)用戶請(qǐng)求訪問(wèn)該數(shù)據(jù)時(shí)，可W直接從本地緩存中讀取該數(shù)據(jù)。已有的 預(yù)取方法往往通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)象的訪問(wèn)頻率來(lái)設(shè)計(jì)預(yù)取價(jià)值函數(shù)，缺乏對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)象之間相關(guān) 性的考慮。而實(shí)際情況是用戶訪問(wèn)的數(shù)據(jù)對(duì)象之間通常存在著一定的聯(lián)系，即數(shù)據(jù)相關(guān)性。 因此，重視數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性，提高預(yù)取命中率，對(duì)提高移動(dòng)P2P網(wǎng)絡(luò)整體工作效率具有重 要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 有鑒于此，本發(fā)明提供一種基于興趣-相關(guān)度的移動(dòng)P2P網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)預(yù)取方法，用W 解決現(xiàn)有的預(yù)取方法對(duì)用戶數(shù)據(jù)興趣-相關(guān)度考慮不足，使得預(yù)取命中率較低的問(wèn)題。
[0005] 本發(fā)明公開(kāi)了一種基于興趣-相關(guān)度的移動(dòng)P2P網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)預(yù)取方法，通過(guò)對(duì)用戶訪 問(wèn)歷史記錄信息的統(tǒng)計(jì)和分析，獲得用戶訪問(wèn)數(shù)據(jù)的興趣-相關(guān)度，同時(shí)一并考慮支持度、 置信度、數(shù)據(jù)對(duì)象的大小W及路徑長(zhǎng)度等因素，選取最有預(yù)取價(jià)值的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)取，從而能 有效的提高預(yù)取命中率、降低用戶訪問(wèn)時(shí)延、提升網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量。
[0006] 本發(fā)明公開(kāi)了一種基于興趣-相關(guān)度的移動(dòng)P2P網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)預(yù)取方法，其特征在于， 包括W下步驟：
[0007] 步驟S100,為移動(dòng)P2P網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)分配唯一的覆蓋網(wǎng)標(biāo)識(shí)；
[000引步驟S200,將網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)按照節(jié)點(diǎn)物理位置聚集成簇，并在每個(gè)簇中選取一個(gè)超級(jí) 節(jié)點(diǎn)；
[0009]步驟S300,超級(jí)節(jié)點(diǎn)對(duì)簇內(nèi)普通節(jié)點(diǎn)的歷史訪問(wèn)記錄進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，根據(jù)用戶 訪問(wèn)興趣-相關(guān)度、支持度、置信度、數(shù)據(jù)大小W及路徑長(zhǎng)短等計(jì)算數(shù)據(jù)預(yù)取價(jià)值；
[0010] 步驟S400,由超級(jí)節(jié)點(diǎn)做出數(shù)據(jù)預(yù)取決策，將預(yù)取價(jià)值高的數(shù)據(jù)預(yù)取到簇內(nèi)能力 強(qiáng)的節(jié)點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0011] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的 技術(shù)方案做進(jìn)一步地描述。顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí) 施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得 的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0012] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于興趣-相關(guān)度的移動(dòng)P2P網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)預(yù)取方法，包括W 下步驟：
[0013]步驟S100,為移動(dòng)P2P網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)分配唯一的覆蓋網(wǎng)標(biāo)識(shí)。
[0014]需要說(shuō)明的是，本發(fā)明實(shí)施例中使用的術(shù)語(yǔ)"節(jié)點(diǎn)"、"移動(dòng)節(jié)點(diǎn)"、"移動(dòng)終端"、"移 動(dòng)設(shè)備"是指各種類型的移動(dòng)設(shè)備，例如，智能手機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、平板電腦(PAD)、 筆記本電腦等，其中每個(gè)設(shè)備能夠相互獨(dú)立地操作，彼此間W無(wú)線(例如藍(lán)牙、UMB、LTE、4G 等）的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。"對(duì)等節(jié)點(diǎn)"、"移動(dòng)對(duì)等節(jié)點(diǎn)"是指各種移動(dòng)設(shè)備在移動(dòng)P2P覆蓋 網(wǎng)絡(luò)上的映射。
[0015]在本發(fā)明實(shí)施例中，當(dāng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)加入到移動(dòng)P2P網(wǎng)絡(luò)中時(shí)，首先要獲得一個(gè)全網(wǎng)唯 一的覆蓋網(wǎng)節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)，節(jié)點(diǎn)的覆蓋網(wǎng)標(biāo)識(shí)可W通過(guò)安全散列函數(shù)(如SHA-1)對(duì)移動(dòng)設(shè)備的 屬性進(jìn)行哈希運(yùn)算所獲得，運(yùn)些屬性可W是移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的IP地址、MAC地址、端口地址、公鑰等 或者是它們中幾項(xiàng)的組合。SHA系列散列函數(shù)的哈希值長(zhǎng)度通常大于160位，如此長(zhǎng)的位數(shù) 能夠保證移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的覆蓋網(wǎng)標(biāo)識(shí)幾乎不可能出現(xiàn)重復(fù)，因此，可W認(rèn)為是唯一的。
[0016]步驟S200,將物理位置臨近的節(jié)點(diǎn)聚類成簇，并在每一個(gè)簇內(nèi)選取一個(gè)超級(jí)節(jié)點(diǎn)。
[0017]在本發(fā)明實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錇榫哂谐?jí)節(jié)點(diǎn)的半分布式移動(dòng)P2P網(wǎng)絡(luò)，其中超級(jí) 節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)簇內(nèi)普通節(jié)點(diǎn)和資源的管理W及轉(zhuǎn)發(fā)普通節(jié)點(diǎn)資源查找請(qǐng)求等。普通節(jié)點(diǎn)功能單 一，只負(fù)責(zé)自身動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的管理，并保持和本簇的超級(jí)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行連接。
[0018]步驟S300,由每個(gè)簇的超級(jí)節(jié)點(diǎn)對(duì)其簇內(nèi)普通節(jié)點(diǎn)的歷史訪問(wèn)記錄進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分 析，根據(jù)分析結(jié)果，計(jì)算數(shù)據(jù)對(duì)象預(yù)取價(jià)值。
[0019]步驟S310,建立數(shù)據(jù)對(duì)象的興趣-相關(guān)度矩陣
[0020] 興趣度是指節(jié)點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)象感興趣的程度，可W通過(guò)用戶對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)象的訪問(wèn)頻率 來(lái)衡量，用W下公式進(jìn)行興趣度計(jì)算：
[0022]其中，nu表示網(wǎng)絡(luò)中第i個(gè)簇中的第j個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)，dk表示網(wǎng)絡(luò)中第k個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象， )'表示節(jié)點(diǎn)11^對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)象dk的興趣度，其值越大，說(shuō)明節(jié)點(diǎn)nu對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)象dk越感興 趣。
[002；3]對(duì)第i個(gè)簇中數(shù)據(jù)對(duì)象dk與di的興趣-相關(guān)度R(dk，山)定義為：
[00巧]其中，JJd^、/,,(如分別為第i個(gè)簇中所有節(jié)點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)象dk和di的興趣-相關(guān) 度的平均值，Pi第i個(gè)簇內(nèi)普通節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)，Si為第i個(gè)簇的超級(jí)節(jié)點(diǎn);R(dk，di)值越大，表示數(shù) 據(jù)對(duì)象dk與di的興趣-相關(guān)度越高，反之表示相關(guān)度越低。
[0026] 對(duì)于第i個(gè)簇中節(jié)點(diǎn)所訪問(wèn)的全部數(shù)據(jù)對(duì)象建立興趣-相關(guān)度矩陣，矩陣中第k行 第1列的值代表數(shù)據(jù)對(duì)象dk和di的興趣-相關(guān)度。
[0027] 步驟S320,建立訪問(wèn)跳轉(zhuǎn)矩陣
[0028] 當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)一次訪問(wèn)結(jié)束后，對(duì)運(yùn)一次被訪問(wèn)的數(shù)據(jù)對(duì)象進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié) 果，建立訪問(wèn)跳轉(zhuǎn)矩陣。訪問(wèn)跳轉(zhuǎn)矩陣的建立方法具體為:超級(jí)節(jié)點(diǎn)統(tǒng)計(jì)簇內(nèi)各節(jié)點(diǎn)的一次 連續(xù)訪問(wèn)，不考慮具體由哪個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)起的訪問(wèn)，只對(duì)簇內(nèi)節(jié)點(diǎn)發(fā)起的訪問(wèn)的數(shù)據(jù)對(duì)象進(jìn)行 統(tǒng)計(jì)，對(duì)每一次訪問(wèn)結(jié)果W-個(gè)行向量的形式表示。其中，每一個(gè)行向量表示一次訪問(wèn)，每 一個(gè)列向量表示訪問(wèn)的數(shù)據(jù)對(duì)象，若在某一次訪問(wèn)中訪問(wèn)了某一個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象，則對(duì)該數(shù)據(jù) 對(duì)象所對(duì)應(yīng)的列向量標(biāo)記為1，否則，標(biāo)記為0。
[0029] 由于本發(fā)明專利提出的數(shù)據(jù)預(yù)取方法是基于歷史訪問(wèn)記錄的，現(xiàn)抽取第i個(gè)簇的 超級(jí)節(jié)點(diǎn)Si在30秒內(nèi)的歷史轉(zhuǎn)發(fā)記錄，如表1所示，假設(shè)第i個(gè)簇內(nèi)有3個(gè)普通節(jié)點(diǎn)，分別是 m，m，M，網(wǎng)絡(luò)中共有數(shù)據(jù)對(duì)象有6個(gè)，分別是{山，Cb，…，d6}。
[0030] 表1超級(jí)節(jié)點(diǎn)Si的歷史轉(zhuǎn)發(fā)記錄
[0033] 超級(jí)節(jié)點(diǎn)Si對(duì)其簇內(nèi)普通節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)對(duì)象訪問(wèn)記錄進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，具體方法是，當(dāng)一 個(gè)節(jié)點(diǎn)一次訪問(wèn)結(jié)束后(此處采用基于空白點(diǎn)（gap-based)的方法來(lái)判定一次訪問(wèn)是否結(jié) 束），對(duì)運(yùn)次被訪問(wèn)的數(shù)據(jù)對(duì)象進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。W表1為例，空白點(diǎn)時(shí)間域?yàn)?秒，建立的節(jié)點(diǎn)歷史 訪問(wèn)記錄如下：
[0034]m發(fā)起一次連續(xù)訪問(wèn)：{d2，d4，d6} ;ri2發(fā)起一次連續(xù)訪問(wèn)：{d4，d5，d6} ;ri3發(fā)起一次連 續(xù)訪問(wèn)：{di,d4} ;ni發(fā)起一次連續(xù)訪問(wèn)：{di,d3，d4，d6} ;ri2發(fā)起一次連