基于网络编码的P2P内容分发机制研究

论文摘要

作为近年来互联网流行的通信技术,P2P所具有的非中心化、负载均衡、易扩展等优点,都使其突破了传统的C/S结构上所带来的限制,并在分布式计算、即时通信等方面获得了巨大的进展。由于内容分发性能一直作为网络发展的重要衡量标准,而如何提高P2P内容分发机制,使其在带宽利用率、网络吞吐量等实际问题中得到改善,是此领域的主要研究目的。本文的研究重点是将网络编码技术应用在P2P内容分发机制上,以此解决现有的-些如BT等P2P内容分发软件的现存问题。即首先提出利用分割法将大文件进行切割,对文件片段进行编码操作,小容量的编码包可以在有限的带宽中提高网络吞吐量,并降低传输延时。其次,文件片段作为传输的最小单位可以快速将资源分发到网络中,可以解决下载成功率完全依赖“种子”节点的在线时间和稳定性的情况。最后,经过编码区分开的编码包,可以使得节点之间通过另立信道来互相传输所缺信息块,从而解决了相同资源不断重复下载所浪费的时间、带宽的问题。因此,网络编码技术作为新兴技术一经提出,便得到此领域的高度重视和研究。在深入研究网络编码技术理论及实际应用方面为前提,本文选择随机线性网络编码算法,将其与P2P内容分发技术相结合,并通过Oversim仿真平台进行模拟,实验数据表明引入网络编码后的P2P内容分发机制,在各项性能上有了很大的提高,进而增强了系统的鲁棒性,改善了资源的下载速率和成功率。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 P2P概述
• 1.2.1 P2P的概念
• 1.2.2 P2P的研究现状
• 1.3 网络编码概述
• 1.3.1 网络编码概念
• 1.3.2 网络编码的研究现状
• 1.4 本文主要内容及组织结构
• 第2章 内容分发研究
• 2.1 内容分发技术
• 2.1.1 组播技术
• 2.1.2 CDN技术
• 2.1.3 P2P内容分发技术
• 2.2 P2P网络架构
• 2.2.1 中心化
• 2.2.2 全分布式非结构化
• 2.2.3 全分布式结构化
• 2.2.4 混合式P2P网络拓扑
• 2.3 对等网络的内容分发策略
• 2.4 本章小结
• 第3章 基于网络编码的P2P内容分发机制
• 3.1 P2P网络结构设计
• 3.1.1 超级节点的选择和设计方案
• 3.1.2 普通节点的设计方案
• 3.2 网络编码理论的研究
• 3.2.1 网络编码模型
• 3.2.2 图论的引入
• 3.2.3 线性网络编码
• 3.2.4 非线性网络编码
• 3.3 应用线性网络编码的P2P内容分发设计
• 3.3.1 编码过程设计方案
• 3.3.2 解码过程设计方案
• 3.4 系统备份和恢复机制
• 3.5 本章小结
• 第4章 应用网络编码的P2P内容分发的测试与分析
• 4.1 P2P仿真平台介绍
• 4.1.1 OMNeT++
• 4.1.2 OverSim
• 4.2 仿真平台搭建
• 4.3 仿真结果与分析
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢