带硬截止点的无尺度覆盖拓扑结构及其在非结构化点对点网络中的应用

在非结构化点对点（P2P）网络中，覆盖拓扑结构（或连接图）是Peers之间关系的关键组成部分，除了Peers/数据组织和搜索功能外。拓扑特征对此类非结构化P2P网络中搜索效率具有深远影响。众所周知，包含N个节点的小世界拓扑结构的搜索可达到O(ln N)的效率，而尺度自由（幂律）拓扑结构甚至能实现更佳的搜索效率，如O(lnln N)。然而，尺度自由拓扑结构的生成与维护在分布式且可能不合作的环境中（如P2P网络）难以实现。尺度自由拓扑结构的关键限制是极少数几个枢纽节点（即高度节点）的高负载。在典型的非结构化P2P网络中，Peers不愿意维持高度/负载，因为他们可能不愿存储大量条目来构建覆盖拓扑结构。因此，为实现所有Peers之间的公平性和实用性，个体Peers会对条目数量实施硬性限制，这限制了整体拓扑结构的尺度自由度。随着硬性限制的增大，洪水搜索的效率会下降。我们研究带硬截止点的尺度自由拓扑结构的构建（即不存在显著的枢纽节点），以及这些硬截止点对搜索效率的影响。有趣的是，我们观察到，随着硬截止点的降低，标准化洪水搜索和随机行走搜索算法的效率会提高。