为什么在chord p2p系统中,手指table不存储所有其他节点的信息?

Why in chord p2p system, the finger table don't store all the information about the other nodes?

我正在学习和弦系统。但我对它的查询算法有疑问。为什么chord中的手指table只存储了successor(n+2^{i-1})的信息,而没有存储环中所有其他节点的信息?就像这张图,

如果我要在节点1上查找key 7,如果节点1存储了环上所有节点的地址,既然我们明明知道7的后继是0,那我们就可以直接找0了,为什么要先去6号节点,用6号节点路由到0,我有点懵

为了可扩展性。想象一下,环中有 10,000,000 个节点。跟踪所有这些变得非常困难(由于内存限制以及信号和处理节点所需的通信工作 joins/leaves)。

相反,您可以利用节点 ID 在环中排序的事实。然后您可以使用它们来避免必须对整个环进行线性搜索。例如:在节点 0 中,您仅存储有关 9 个节点的信息(假设 ID 从 0 到 10,000,000):1,000,000、2,000,000、3,000,000、...和 ​​9,000,000。然后如果你想到达一个随机节点,比如 1,337,000,你只需要在 1,000,000 到 2,000,000 之间搜索。因此,通过存储有关 9 个节点的信息,您将工作量减少了 10 倍。

但你可以做得更好。如果节点 1,000,000、1,000,001 等使用快捷方式,就像节点 0 一样,彼此间隔 1,000,000,从 1,000,000 到 1,337,000 仍然需要大量工作(337,000 步)。如果从节点 0 开始有 9 个间隔为 1M 的快捷方式,然后从节点 1M 到 2M 也有 9 个间隔为 100k 的快捷方式不是很好吗?那么你将不得不在 1,300,000 到 1,400,000 段中进行查找。

您可以更进一步,让每个节点以 10k 的间隔为其后的节点维护 9 个快捷方式,并以 1k 的间隔维护另外 9 个快捷方式等。

因此,总而言之,查找将像这样工作:

  • 我们向节点 0 询问来自节点 1,337,000 的信息。
  • 节点0不知道如何直接到达节点1,337,000,但它知道如何到达1,000,000和2,000,000。 1,000,000 是最接近的,因此它将查询发送到那里。
  • 节点 1,000,000 不知道如何直接到达节点 1,337,000,但它知道如何到达 1,100,000、1,200,000、1,300,000 等。节点 1,300,000 是最近的节点,因此它将查询发送到那里。
  • 节点 1,300,000 不知道如何直接到达节点 1,337,000,但它知道如何到达 1,310,000、1,320,000、1,330,000 等。因此它将查询发送到 1,330,000。
  • 节点 1,330,000 知道如何达到 1,337,000,因为它在它的手指中 table(它知道如何达到 1,331,000、1,332,000、1,333,000 等)

所以你只用了4个步骤就得到了回复。让我们看看您的手指 table 需要多少存储空间。

任何具有 id n 的节点都需要存储以下信息:

  • 9个节点,间隔1M,从n开始;
  • 9个节点,间隔100k,从n开始;
  • 9个节点,间隔10k,从n开始;
  • 9个节点,间隔1k,从n开始;
  • 9个节点,间隔100,从n开始;
  • 9个节点,间隔10,从n开始,到此为止。

所以每个节点只需要存储其他54个节点的信息。在最坏的情况下,您将需要 6 + 9 = 15 次查找才能到达一个节点。这比没有手指 tables.

所需的 10M-1 查找要好得多

Chord 使用基数 2 而不是基数 10 来划分环。因此,您在论文中看到的是 2 而不是 10 的幂。

我不记得这是否正是 Chord 的工作方式;但这是相同的想法。分布式二进制搜索。