無線Ad-Hoc網絡中P2P文件搜索機制的研究

1 引言
無線Ad-Hoc網絡因其構建容易、支持用戶移動性的特點，在無線通信領域中占有極其重要的地位并具有廣闊的應用前景。無線通信技術、移動技術的發展為無線Ad-Hoc網絡(WANET)提供了更廣泛的應用空間。經常使用文件共享的P2P網非常適合 WANET。然而，在現有的無線Ad-Hoc網絡中直接應用P2P技術，會造成系統開銷大量增加，傳輸效率及查詢成功率不高，從而影響整個網絡的性能。在無線Ad-Hoc網絡(WANET)中方便快捷地實現P2P數據共享與交換，改善文件搜索和下載機制成為廣泛關注的課題。
這里提出一種將查詢功能和路由功能統一的跨層設計方案，利用分布式哈希表建立樹狀網絡拓撲結構，使用P2P位置查找技術將文件位置信息分配在其間，每一網絡成員都存儲和保留系統資源的位置及路由信息，實現共享文件的定位查詢。在WANET中實現查詢和路由功能的統一，提高文件搜索和下載效率，定向查詢網絡資源，降低冗余開銷。

2 系統概述
這里WANET通過節點間的樹形邏輯結構解決共享文件的定位查詢問題，隨著網絡新節點的加入樹形拓撲結構增大。新節點只能通過某一個鄰居節點加入 WANET，每個WANET向外提供唯一的網絡ID，在同一ID的網絡中，每個節點只能擁有一個雙親節點。網絡有一個層次分明的樹狀拓撲結構，這種結構有助于查找文件路徑(即從存放路徑的節點獲得到達文件存儲節點的路由)，以便從文件存儲節點下載文件。

為了存儲和保留位置信息以及路由信息，系統使用全分布哈希表，關鍵詞是所要共享文件的文件名，值是共享文件的全球統一的位置信息(節點MAC地址和節點文件的全路徑)。用一維空間來存儲關鍵詞和哈希值對，通過統一的哈希函數將每個關鍵詞映射到哈希鏈上的對應位置。統一的函數有助于節點之間信息分配的平衡， WANET中的每個節點負責存儲一段哈希鏈(與哈希表上的索引項對應)。如果某一節點負責哈希鏈段上包含某一文件哈希值，稱該節點為文件的路徑節點 (Pnode)，存儲文件F的節點就稱為文件節點(Fnode)。因此Pnode存儲攜帶位置信息的索引，Fnode存儲實際文件。因此，訪問一個文件的步驟如下：查詢節點(Qnode)哈希被搜索的文件名以確定哈希鏈上的值；訪問Pnode(哈希值包含在Pnode負責的哈希鏈內)；從Pnode獲取被搜索文件的位置(即Fnode)并確定從Pnode小節點到Fnode的路由；從Qnode獲取到Qnode-Fnode的路由，訪問Fnode，文件從 Fnode被下載。

3 樹形拓撲的建立和節點文件定位
圖1d表示一個含有7個節點的WANET網絡，在該網絡中，假定節點A、B、C、D、E、F、G提供的共享文件分別為(α1α2)、(β1β2)、(γ1)、(δ1 δ2)、(σ1)、(ε1)、(η1η2)。