分布式哈希表路由表更新方法及節點技術

本發明專利技術公開了一種分布式哈希表路由表更新方法及節點，其中，所述方法包括：疊加網中節點檢測到疊加網發生調整時，進行路由表更新，并將觸發路由表更新原因信息及更新后路由表哈希值通知疊加網的其他節點；其他節點根據觸發路由表更新原因信息進行本地路由表更新，并計算本地更新后路由表的哈希值，確定所計算哈希值與所接收到的路由表哈希值不一致時，與發送觸發路由表更新原因信息的節點之間進行路由表交換；其他節點以及發送觸發路由表更新原因信息的節點對比所交換的路由表間的差異，對疊加網差異處進行探測，在確定需要修正本地路由表時，進行路由表修正。本發明專利技術能自動消除節點間路由表不同步的現象，從而避免了錯誤的路由表擴散，不會導致疊加網路由性能下降。

【技術實現步驟摘要】
分布式哈希表路由表更新方法及節點
本專利技術涉及分布式哈希表(DHT，DistributedHashTable)技術，尤其涉及一種基于DHT技術的分布式哈希表路由表更新方法及節點。
技術介紹
分布式哈希表(DHT，DistributedHashTable)技術是一種廣泛應用于對等(P2P，PeertoPeer)網絡中的分布式資源查找技術。DHT疊加網是各節點按照一定的拓撲結構組成的位于IP網絡之上的疊加網，其負責一部分資源的存儲和消息的路由等。DHT在文件交換、分布式計算、服務共享等方面已經充分顯示出了其強大的技術優勢。在DHT疊加網中，各節點以及資源的關鍵字均具有唯一的標識，其中節點標識是對節點地址的映射，資源關鍵字標識是對該資源關鍵字的映射。當標識長度為m比特時，標識的取值范圍為[0，2^m-1]。由這些標識組成的空間可視為一個首尾相連的DHT環。常見的DHT算法有Chord、Pastry、Kademlia等，這些算法規定了DHT環中各節點負責區間的劃分方法，以及P2P消息的路由方法等。以Chord算法為例，各疊加網節點負責存儲關鍵字標識位于本節點標識與前趨節點標識之間的資源，發送P2P消息的路由跳數一般為O(logN)，其中N為疊加網中節點的數目。隨著P2P技術的示范效應，DHT技術也被引入到其它技術體制中，以用于構建高性能、可擴展的分布式數據庫系統等，如亞馬遜的Dynamo系統等。在這些分布式數據庫系統中，節點(對等體)在計算、存儲等方面的性能均較好，且各節點的加入和退出嚴格受控，疊加網調整不頻繁。但這些系統對發送P2P消息的路由效率要求較高，要求P2P消息在固定的跳數到達目的節點。故該類系統適宜采用單跳DHT算法，即各節點均保存完整路由表，掌握疊加網所有節點負責區間的情況，發送的P2P消息只需一跳即可到達目的節點。然而，若采用單跳DHT，在疊加網節點多時，則路由表較大。在異構網絡環境下，單跳DHT還可以進一步結合分割標識、虛擬節點等負載均衡方法，即各節點負責與自身能力相符的分割或虛擬節點數目，以承擔合適的負載。這樣，各節點路由表中除存儲物理節點信息外，還需存儲分割標識或虛擬節點與物理節點間的映射關系，路由表更為龐大。采用單跳DHT，要求疊加網中各節點存儲的路由表與疊加網實際情況保持同步或基本同步。圖1為DHT環的示意圖，如圖1所示，疊加網101是由各類擔負不同角色的對等體(也稱為疊加網節點)組成的一張邏輯網絡；疊加網中的對等疊加網節點102為疊加網中的基本組成部分，是能夠為同一疊加網中其它疊加網節點提供存儲和傳送服務的疊加網節點。對DHT環中的任一疊加網節點，均存在一個前趨節點和一個后繼節點。圖2為節點加入疊加網的流程圖，如圖2所示，節點加入疊加網具體包括如下步驟：步驟201，加入節點獲取得到自身節點標識；加入節點可以通過查找自身配置信息的方式或向服務器請求等方式獲取自身節點標識；步驟202，加入節點向其已知的疊加網任一節點發送附著請求消息；步驟203，接收到附著請求消息的節點將消息轉發給加入節點的負責節點；步驟204至步驟205，負責節點發送附著響應消息，該附著響應消息被轉發給加入節點；步驟206，負責節點向加入節點發送路由更新請求消息，該路由更新請求消息中含有自身存儲的當前疊加網完整路由表；步驟207，加入節點按路由更新請求消息初始化自身路由表，并向負責節點回復路由更新響應；步驟208，加入節點向負責節點發送加入疊加網請求消息；步驟209，負責節點向加入節點回復加入疊加網響應消息，至此，加入節點和負責節點完成協商，確定負責節點向加入節點遷移數據的區間；步驟210，負責節點不斷向加入節點發送存儲數據請求消息，加入節點在完成數據存儲后回復響應消息；該過程持續到數據遷移過程完成；步驟211，此時加入節點已完成接管遷移區間部分數據的準備，其負責節點向疊加網所有其它節點發送路由更新請求消息；該路由更新請求消息可采用廣播或分級廣播等形式發送；步驟212，疊加網各節點按路由更新請求消息更新本地存儲的路由表，并向負責節點回復路由更新響應消息。若采用分割標識或虛擬節點等負載均衡算法，新加入節點可能需要從多個在網節點接管負責DHT區間，故加入節點需與多個在網節點交互，分別執行上述步驟208至步驟212。若兩個或多個節點在相近的時刻請求加入疊加網，由于數據遷移時間較長，加入過程可存在重疊。圖3為兩個節點在相近時間加入疊加網的流程圖，如圖3所示，本示例假設疊加網在網已有節點僅包括節點A和節點B，且分別為新加入節點C和節點D為負責節點。圖3所示流程具體包括以下步驟：步驟301，加入節點C已完成向負責節點A的附著過程；步驟302，負責節點A向節點C發送路由更新請求消息，該路由更新請求消息內包含完整路由表，路由表中包括節點A、B的相關信息；步驟303，節點C根據請求初始化本地路由表，并向節點A發送路由更新響應消息；步驟304，節點C向節點A發送加入疊加網請求消息；步驟305，節點A向節點C發送加入疊加網響應消息，至此，加入節點和負責節點完成協商，確定負責節點向加入節點遷移的數據區間；步驟306，節點A向節點C發送數據，進行數據遷移；步驟307，此時加入節點C已完成成為疊加網成員的準備，負責節點A向疊加網其它所有節點(目前僅有節點B)發送路由更新請求消息，以通知節點C已加入疊加網；步驟308，節點B更新本地路由表，并向節點A發送路由更新響應消息；步驟309，稍晚于節點C，在相近的時刻，加入節點D已完成向負責節點B的附著過程；步驟310，負責節點B向節點D發送路由更新請求消息，該路由更新請求消息內包含完整路由表，路由表中包括節點A、B的相關信息；步驟311，節點D根據路由更新請求消息初始化本地路由表，并向節點B發送路由更新響應消息；步驟312，節點D向節點B發送加入疊加網請求消息；步驟313，節點B向節點D發送加入疊加網響應消息，至此，加入節點和負責節點完成協商，確定負責節點向加入節點遷移的數據區間；步驟314，節點B向節點D發送數據，進行數據遷移；步驟315，此時加入節點D已完成成為疊加網成員的準備，負責節點B向節點A發送路由更新請求消息，通知節點D已加入疊加網；步驟316，節點A更新本地路由表，并向節點B發送路由更新響應消息；步驟317，此前節點B已獲知節點C加入疊加網的信息，故負責節點B向節點C發送路由更新請求消息，通知節點D已加入疊加網；步驟318，節點C更新本地路由表，并向節點B發送路由更新響應消息。以上步驟完成后，新加入節點D因為在其未成為疊加網成員時不會收到關于加入節點C的路由更新請求消息，其路由表與疊加網實際情況不同步。路由表不同步的節點會將P2P消息發往錯誤的目的節點，接收到P2P消息的節點查詢本地存儲的路由表獲取該目的地址的下一跳，并對該P2P消息進行轉發。這樣，P2P消息最終仍可到達正確的目的節點，但增加了路由跳數。后續，若路由表不同步的節點負責新節點的加入，其保存的路由表會被傳遞給新加入節點。不正確路由表會因此擴散，導致疊加網性能不斷下降。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術的主要目的在于提供一種分布式哈希表路由表更新方法及節點，能消除節點間路由表不同步的現象，從而避免錯誤的路由表擴散，避免疊加本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種分布式哈希表路由表更新方法，其特征在于，所述方法包括：疊加網中節點檢測到所述疊加網發生調整時，進行路由表更新，并將觸發路由表更新原因信息及更新后路由表哈希值通知所述疊加網的其他節點。

【技術特征摘要】
1.一種分布式哈希表路由表更新方法，其特征在于，所述方法包括：疊加網中節點檢測到所述疊加網發生調整時，進行路由表更新，并將觸發路由表更新原因信息及更新后路由表哈希值通知所述疊加網的其他節點；其中，所述其他節點用于根據所述觸發路由表更新原因信息進行本地路由表更新，并計算本地更新后路由表的哈希值；當確定所計算哈希值與所接收到的路由表哈希值不一致時，所述其他節點還用于與發送觸發路由表更新原因信息的節點之間進行路由表交換。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，將觸發路由表更新原因信息及更新后路由表哈希值通知所述疊加網的其他節點之后，所述方法還包括：所述其他節點根據所述觸發路由表更新原因信息進行本地路由表更新，并計算本地更新后路由表的哈希值，確定所計算哈希值與所接收到的路由表哈希值不一致時，與發送觸發路由表更新原因信息的節點之間進行路由表交換；所述其他節點以及所述發送觸發路由表更新原因信息的節點根據所交換的路由表確定是否需要修正本地路由表，需要時進行路由表修正。3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述其他節點以及所述發送觸發路由表更新原因信息的節點根據所交換的路由表確定是否需要修正本地路由表，需要時進行路由表修正，為：所述其他節點以及所述發送觸發路由表更新原因信息的節點分別根據從對方獲取的路由表對比出與自身路由表之間的差異，對導致路由表差異的節點進行探測，根據探測結果在確定需要自身修正路由表時，進行本地路由表修正。4.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述疊加網發生調整，為：新節點加入所述疊加網和/或有節點退出所述疊加網。5.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述觸發路由表更新原因信息包括以下信息的至少一種：新節點加入所述疊加網、節點退出所述疊加網、節點負責區間變化；所述路由表哈希值為節點中完整的路由表哈希值或節點中各路由表分段的哈希值。6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：為路由表或路由表分段設置計數器；所述其他節點確定所計算哈希值與所接收到的路由表或路由表分段哈希值不一致時，將所述計數器加一；確定所述計數器的計數值達到設定閾值時，與所述發送觸發路由表更新原因信息的節點之間進行路由表交換。7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述路由表哈希值為節點中各路由表分段的哈希值時，所述方法還包括：所述其他節點根據所述觸發路由表更新原因信息進行本地路由表更新，確定更新后某路由表分段的哈希值與所接收的某路由表分段的哈希值不一致時，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：許欣，陳志峰，汪軍，
申請(專利權)人：中興通訊股份有限公司，
類型：發明
國別省市：