结构化P2P系统中基于网络定位的负载均衡模型

论文摘要

随着个人计算机性能的提高和互连网用户的急剧增长,在网络边缘出现了大量的闲散计算和存储资源,而网络带宽的大幅提高也使得开发和利用这些潜在的计算资源成为可能。如何有效利用这些大量的计算资源已成为一个热点问题,P2P研究正是在这种背景下展开的。P2P是一种分布式系统,其中的参与者共享他们所拥有的一部分资源,这些共享资源能被其他对等节点直接访问而无需经过中间实体。这使得网络上的沟通变得更容易、更直接。P2P改变了目前Internet以大规模服务器为中心的状态、重返“非中心化”,并把权利交还给用户。在P2P网络环境下,分布实时数据交换的一个核心问题是负载均衡。因为因特网特别是P2P网络当中的视频和音频流量越来越大,当这些处理集中在一个较小的局域网时,很可能会造成负载过重,甚至崩溃;另外,P2P网络中各对等节点处理能力的差异以及关键字通常与一定的语义相关,也会导致系统中节点的负载不均衡。本文较深入地研究了结构化P2P系统中的负载均衡问题,以Chord算法为基础,提出了基于网络定位的负载均衡方案。一方面,我们对网络定位技术进行了改进并引入到DHT (Distributed Hash Table)网络,使负载在物理位置相近的节点间进行转移,从而最小化带宽和延迟的消耗。另一方面,我们使用区域转移法作为负载转移策略。当出现负载较轻节点时,此节点以自己为中心与物理位置相邻的一群节点构成一个星型结构区域,负载转移在这块邻近的区域进行。区域转移法加快了负载的扩散,减少了时延。本文对这两方面的改进及其应用进行了较详细的说明,并介绍了负载均衡方案的仿真实验环境、实验过程和实验结果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 P2P 的概念
• 1.3 P2P 的价值
• 1.3.1 P2P 提供了重要的信息和服务
• 1.3.2 P2P 促使成本最小化
• 1.3.3 P2P 给用户控制权
• 1.3.4 P2P 提供了多样性的服务
• 1.3.5 P2P 提供了虚拟的普遍访问能力
• 1.4 P2P 的应用
• 1.4.1 对等计算
• 1.4.2 文件共享与交换
• 1.4.3 协同工作
• 1.4.4 智能代理
• 1.4.5 搜索引擎
• 1.5 P2P 技术应用的限制
• 1.6 本论文的主要研究工作和组织结构
• 1.6.1 主要研究工作
• 1.6.2 论文的组织结构
• 第2章 基于DHT 的结构化P2P 网络
• 2.1 非结构化P2P 网络算法和DHT 算法的比较
• 2.1.1 非结构化P2P 网络算法
• 2.1.2 DHT 算法
• 2.2 CHORD 算法
• 2.2.1 Chord 算法的概念
• 2.2.2 Chord 算法的路由机制
• 2.2.3 Chord 算法中节点的加入与退出
• 2.2.4 Chord 算法小结
• 2.3 结构化P2P 网络小结
• 第3章 网络定位技术
• 3.1 网络定位技术概述
• 3.2 GNP 算法
• 3.2.1 GNP 算法基本原理
• 3.2.2 节点坐标的计算
• 3.2.3 GNP 性能分析
• 3.3 网络定位技术小结
• 第4章 基于网络定位的负载均衡模型
• 4.1 引言
• 4.2 基本概念及定理
• 4.2.1 虚拟服务器
• 4.2.2 改进的网络定位技术
• 4.2.3 聚集系数
• 4.2.4 衡量算法效果的参数
• 4.3 基于网络定位的负载均衡算法
• 4.3.1 星型结构的构成
• 4.3.2 负载均衡算法的生成
• 4.4 小结
• 第5章 实验仿真与分析
• 5.1 仿真实验环境
• 5.2 仿真方法
• 5.3 仿真结果分析
• 5.4 小结
• 结论及展望
• 1.结论
• 2.展望
• 参考文献
• 附录A （攻读硕士学位期间所发表的学术论文目录）
• 附录B （攻读硕士学位期间所参与的项目）
• 致谢