结构化P2P系统容错机制研究

论文摘要

P2P（peer-to-peer）已经成为新一代互联网应用的重要形式,它为网络应用带来了更好的扩展性、自组织性和高效性。结构化P2P系统是一类重要的P2P系统,其研究成果日趋增多,并已经开始在互联网上得到应用。但P2P系统中结点的任意加入和退出等特性给结构化P2P系统的可靠性带来了很大挑战。结点的强动态性会引起系统失效增多、运行效率下降,甚至导致系统出现网络分割和崩溃。为了预防和避免P2P系统中因结点失效而引起的各种问题,人们研究并提出了一系列的容错方法。本文首先概述了结构化P2P系统容错技术的概念和相关问题,并对P2P容错技术的分类进行了探讨,从系统动态性测量和分析、冗余备份、周期性检测和失效恢复、结点大量失效与网络分割、容错P2P拓扑结构等五个主要方面,对结构化P2P系统容错技术的研究现状及成果进行了分析归纳,指出了其中存在的问题和缺陷。其次,论文系统地讨论了P2P系统结点可靠性评估的问题,基于人工神经网络的方法,建立了P2P系统结点可靠性评估模型。论文提出了P2P系统结点的可靠性度量框架,对评价P2P系统结点的可靠性以及多种情况下拓扑中超结点的选取有一定的指导意义。在此基础上,论文设计了基于簇备份的结构化P2P系统容错机制——RSFE。该机制设计了与FissionE相对应的RSFE路由、结点加入和结点退出算法,采用硬件冗余的方式备份结点信息达到容错的目的,并通过实验验证了该机制可有效提高P2P系统的容错能力。最后,论文总结了全文的工作,指出了存在的优缺点,并对未来工作进行了展望。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.1.1 P2P 技术的兴起
• 1.1.2 P2P 系统的分类
• 1.1.3 P2P 技术面临的挑战
• 1.2 本文的主要工作
• 1.3 本文的创新点
• 1.4 本文的结构
• 第二章 结构化P2P 系统容错技术概述
• 2.1 结构化P2P 容错问题的产生和相关定义
• 2.1.1 结构化P2P 容错问题产生
• 2.1.2 结构化P2P 容错问题相关定义
• 2.2 结构化P2P 系统容错技术分类
• 2.2.1 容错基本方法
• 2.2.2 容错修复技术
• 2.2.3 冗余方法
• 2.2.4 容错评估技术
• 2.3 结构化P2P 容错技术的研究现状
• 2.3.1 P2P 系统动态性的测量和分析
• 2.3.2 冗余备份
• 2.3.3 周期性检测和失效恢复
• 2.3.4 结点大量失效与网络分割
• 2.3.5 容错P2P 拓扑结构
• 2.4 本章小结
• 第三章 P2P 系统结点可靠性评估模型
• 3.1 研究背景
• 3.2 人工神经网络算法简介
• 3.2.1 人工神经网络概述
• 3.2.2 BP 算法概述
• 3.3 评估模型的设计
• 3.3.1 评价指标的选取
• 3.3.2 隐含层确定
• 3.3.3 可靠度评估模型
• 3.4 本章小结
• 第四章 P2P 结点可靠性评估模型实现与测试
• 4.1 实验环境及训练样本提取
• 4.1.1 实验环境
• 4.1.2 模块设计
• 4.1.3 训练样本提取
• 4.1.4 训练样本数据处理模块
• 4.2 模型参数设置
• 4.3 模型测试及结果分析
• 4.3.1 测试样本提取
• 4.3.2 测试样本数据处理
• 4.3.3 测试模块设计
• 4.3.4 结果分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 基于簇备份的结构化P2P 系统容错机制
• 5.1 研究背景
• 5.1.1 P2P 系统健壮性要求
• 5.1.2 结构化P2P 系统FissionE
• 5.2 基于簇备份的结构化P2P 系统机制——RSFE
• 5.2.1 结点命名与拓扑构造
• 5.2.2 消息路由
• 5.2.3 资源命名与发布
• 5.2.4 动态维护
• 5.3 实验评估
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 工作总结
• 6.2 未来工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者在学期间取得的学术成果