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对于许多大规模的分布式网络应用如应用层组播、最近服务器选择等,如果能够方便快捷地获取主机之间的网络距离,将对提高它们的性能有很大的帮助。度量网络距离的网络性能参数时延、带宽以及丢包率等虽然可以按需求进行精确测量,但是大量的大区域端到端路径却使按需测量由于其昂贵的开销、时间花费以及带来的网络负担而变得不实际。为了协调性能优化和可扩展性之间的冲突,网络定位技术通过预测主机之间的网络距离来近似真实的测量值,并成为目前研究的热点之一。其中基于虚拟坐标的网络定位技术由于其简单有效的特点,更是得到了广泛的研究。
本文首先对IP网络定位技术进行了介绍,描述了网络定位的目的及其现状。接着详细介绍了基于虚拟坐标的IP网络定位技术,分析了其基本思想,介绍了网络坐标系统设计过程及其面临的挑战。对于基于固定锚节点的网络坐标系统,讨论了锚节点的个数以及它们在网络中的位置对系统性能的影响。关于锚节点的分布,当其数量较小时,目前的选取方法容易使其形成网络瓶颈,针对此问题提出了一种新的锚节点选取机制。然后分析了网络坐标系统对锚节点数量的需求,在现有工作的基础上提出了一种最小化锚节点的网络坐标系统C-landmarks,并利用所提出的机制选取锚节点。最后进行了仿真验证。仿真结果表明:1)C-landmarks系统能够在准确预测网络距离的情况下减小系统的测量开销。2)在锚节点失效的情况下,c-landmarks系统仍能有效地预测网络距离,该系统能够具有很好的稳定性。3)所提出的锚节点选取机制能够使锚节点具有较好的分布,从而提高网络坐标系统的性能。
总体来说,本文的主要贡献如下:
1)提出了一种锚节点选取机制。当采用较大数量的锚节点时,进行随机选取,简单有效;当采用较小数量的锚节点时(5-10个),所提出的基于聚类的选取方式能够使锚节点具有较好的分布,同时也可以提高系统的稳定性。
2)在现有网络坐标系统的基础上,提出最小化锚节点的个数以减小系统的测量开销,并利用上述机制选取锚节点(C-landmarks)。C-landmarks系统减小了普通主机的测量次数,降低了测量开销;而所选锚节点的分布则保证了系统距离预测的准确度,同时也使C-landmarks具有较好的稳定性。