面向Gnutella和eMule网络拓扑测量和安全性分析

论文摘要

目前,对等网络应用已经成为了占用Internet网络带宽最多的网络应用,其发展趋势愈演愈烈,成为当今业界持续关注与探讨的话题。同时,伴随着P2P应用的普及,P2P网络的安全事件发生次数明显增加,其安全问题亟待研究和解决。作为Internet网络一种重要的覆盖网络形式,P2P网络种类繁多且各自具有不同的网络拓扑和行为特性,测量和分析P2P网络的特性是复杂网络理论中一个重要的实验验证性工作,可以为P2P网络安全、查询策略、拓扑优化等领域提供实际的数据基础和必要的实验结论。Gnutella网络和eMule网络是P2P领域中两个拥有大用户群且拓扑结构典型的对等网络系统。同时,Gnutella和eMule的网络协议也是完全开放的,其网络中的主要客户端软件Limewire和eMule VeryCD都是开源系统,这为深入研究这两种网络提供了便利条件。在Gnutella的拓扑测量方面,国外已有相当的研究文献,但测量数据均不对外公布;而在eMule拓扑测量方面,国内外的相关研究文献还很少见。文章在详细研究了Gnutella和eMule两种网络的协议和通信过程,探讨了各自的拓扑测量方法,并采用主动测量的方式构建了拓扑爬行器。在爬行获取网络拓扑数据的基础上,对爬行结果和爬行器的性能进行了分析;针对爬行结果准确性和P2P网络动态性的问题,引入了结果反馈机制,很好的提高了结果准确性,完善了拓扑爬行器。最后,文章针对Gnutella和eMule网络的协议特点,探讨和分析了其安全性隐患。文章的主要贡献包括:（1）在详细研究Gnutella网络协议的基础上,构造和完善了高速分布式Gnutella网络爬行器D-Crawler;（2）针对由网络动态性导致的测量数据不准确的问题,文章引入了结果反馈机制,提高了结果准确性;（3）在深入研究eMule网络的基础上,构建了eMule的拓扑爬行器。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景
• 1.2 研究现状分析
• 1.3 对等网的测量
• 1.3.1 网络测量方法与分类
• 1.3.2 对等网测量
• 1.4 本文的主要研究内容
• 第2章 P2P网络综述
• 2.1 对等网络的定义
• 2.2 对等网络的特点
• 2.3 对等网络的体系结构
• 2.4 Gnutella网络
• 2.4.1 Gnutella体系结构和发展
• 2.4.2 Gnutella协议
• 2.5 eMule网络
• 2.5.1 eMule体系结构
• 2.5.2 eMule协议
• 2.6 本章小结
• 第3章 Gnutella网络拓扑测量
• 3.1 D-Crawler的设计
• 3.1.1 总体设计
• 3.1.2 关键算法设计
• 3.2 D-Crawler的实现
• 3.3 D-Crawler性能分析
• 3.4 图形界面
• 3.5 实验结果
• 3.6 本章小结
• 第4章 eMule网络拓扑测量
• 4.1 爬行器的设计
• 4.1.1 总体设计
• 4.1.2 S-Crawler的设计与实现
• 4.1.3 C-Crawler的设计与实现
• 4.2 实验结果
• 4.3 本章小结
• 第5章 P2P网络的安全性分析
• 5.1 P2P网络存在的安全性问题
• 5.1.1 路由攻击
• 5.1.2 目标节点过载攻击
• 5.1.3 系统攻击
• 5.1.4 分隔攻击
• 5.1.5 存取攻击
• 5.1.6 防火墙漏洞攻击
• 5.1.7 行为不一致攻击
• 5.2 针对性的安全策略
• 5.3 信用评价体系
• 5.3.1 对共享文件的评价
• 5.3.2 对对等节点的评价
• 5.3.3 制约原则和激励机制
• 5.4 Gnutella和eMule网络安全分析
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢