基于P2P技术的可生存性系统关键技术研究与实现

论文摘要

随着网络在社会生活中的不断深入,在网络给我们带来许多便利的同时,也带来了不少的安全隐患。一些重要的部门,如能源、电力、金融、银行和军事等,如果受到攻击而失效,将带来难以估计的损失,甚至直接威胁到国家的生存。因而,系统的可生存性成为了人们研究的重点。传统的系统以客户/服务器结构为主,而Napster、Gnutella和Freenet系统的出现,引起了人们对P2P技术的关注。如今,人们已将P2P计算技术应用到很多领域,主要应用包括:信息资源共享、协同工作、分布式计算、实时通信技术、信息检索技术、广域网络存储系统等。本文研究基于P2P技术的可生存性系统及其关键技术,主要分析P2P技术在可生存性方面的应用,主要工作包括以下方面:1)分析了P2P技术在可生存性研究方面的优势,对可生存性的研究现状做了总结和归纳,并且研究了可生存性系统与P2P技术的相关理论。2)设计了基于P2P技术的可生存性系统,详细分析了创建P2P网络可能存在的问题并且提出了解决方案,最后对系统的关键技术进行了深入研究:通信路由机制、信息分发算法、并发下载机制和安全认证机制。3)提出了基于结构化P2P网络的信息快速分发算法FastBroadcast,并对算法的性能进行了分析与测试。测试结果表明,该算法减少了信息分发生成树的高度,从而进一步减少了信息分发的时间,提高了系统的性能。4)实现了一个基于P2P技术的可生存性原型系统LiveNet。对系统的性能测试表明,集中式服务器的下载方式在节点数激增时,节点下载所用的时间也增加非常迅速,其性能下降也非常快,而LiveNet在网络规模非常大时,也能保持良好的性能。通过以上工作,本文设计并且实现了可靠稳定的消息路由模型,并且在该模型中系统能够快速安全地进行安全信息的主动推送,同时能够适应海量节点的并发下载请求,另外,系统在恶劣环境下的生存能力也大大增强。本文成果在863项目中得到应用,为项目的顺利验收做出了贡献。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 可生存性的研究现状
• 1.3 本文主要的研究内容
• 1.4 研究成果
• 第二章 可生存性系统及P2P 技术相关理论
• 2.1 可生存性系统介绍
• 2.1.1 可生存性系统的定义
• 2.1.2 可生存性系统的特征
• 2.2 DHT 算法概述
• 2.2.1 DHT 的基本原理
• 2.2.2 DHT 的特点
• 2.2.3 DHT 的结构
• 2.2.4 Chord 算法概述
• 2.3 JXTA 综述
• 2.3.1 JXTA 的技术特点
• 2.3.2 JXTA 构架
• 2.3.3 JXTA 核心概念
• 2.3.4 JXTA 协议
• 2.4 XML 简介
• 2.4.1 XML 的定义
• 2.4.2 XML 的特点
• 2.4.3 XML 的应用
• 2.4.4 XML 与JXTA 的关系
• 2.5 本章小结
• 第三章 基于P2P 技术的可生存性系统及其关键技术
• 3.1 系统设计目标
• 3.2 总体设计
• 3.2.1 体系结构设计
• 3.2.2 系统逻辑模块设计
• 3.2.3 系统中JXTA 技术的应用设计
• 3.3 关键技术
• 3.3.1 通信路由机制
• 3.3.2 信息分发算法
• 3.3.3 并发下载机制
• 3.3.4 安全认证机制
• 3.4 本章小结
• 第四章 基于结构化P2P 网络的信息快速分发算法FastBroadcast
• 4.1 相关工作
• 4.2 算法思想
• 4.3 算法实现
• 4.3.1 消息源的伪代码
• 4.3.2 接收消息的伪代码
• 4.4 理论分析
• 4.5 算法性能测试
• 4.6 本章小结
• 第五章 基于P2P 技术的可生存性原型系统LiveNet 的实现
• 5.1 拓扑结构
• 5.2 通信路由机制
• 5.2.1 JXTA 技术的实现
• 5.2.2 节点和资源的标识信息
• 5.2.3 节点的加入和退出
• 5.2.4 节点的失效处理
• 5.2.5 节点的状态信息
• 5.3 信息分发算法
• 5.3.1 消息的发送
• 5.3.2 消息的接收
• 5.3.3 消息的处理
• 5.4 并发下载机制
• 5.4.1 多点下载
• 5.4.2 断点续传
• 5.4.3 负载均衡
• 5.4.4 对等节点信息协议
• 5.4.5 内容管理服务
• 5.5 安全认证机制
• 5.5.1 登录认证
• 5.5.2 加密
• 5.5.3 验证
• 5.5.4 安全证书
• 5.6 性能分析
• 5.7 本章小结
• 第六章结束语
• 致谢
• 攻读硕士期间发表的论文
• 攻读硕士期间参加的科研项目
• 参考文献