P2P模拟器的研究与设计

论文摘要

随着P2P技术的发展,越来越多的研究人员从事到P2P协议的开发中来,新的P2P协议和算法在投入使用以前,需要使用P2P模拟器对其正确性及性能进行验证和评价。本文在研究了现有P2P模拟器的基础上,设计并实现了基于.NET平台的P2P模拟器——PNSim,PNSim由三层组成,自下向上分别为:底层、网络层和覆盖层。其中,网络层作为中间层,将覆盖层需要路由的消息封装成数据包,并在投递数据包的过程中将底层的网络拓扑情况考虑进来。此外,网络层还模拟了UDP Socket的工作过程。覆盖层实现一种P2P协议——Chord,并提供各种节点行为的模拟方法。为了使仿真结果更加真实可信,PNSim考虑了底层拓扑的情况,对能够反映因特网拓扑特征的幂法则进行了研究,并在幂法则的指导下分析并实现了两种网络拓扑模型,生成拓扑图,在此基础上,本文提出了一种改进的拓扑模型,使得生成的拓扑图能够更好地反映因特网的基本特征。PNSim的实现符合面向对象程序设计的思想,将底层中拓扑模型的实现及覆盖层中P2P协议的实现封装在相关的类及方法中,并提供统一的方法调用接口,使得PNSim能够支持其它的底层拓扑模型,并能对更多的P2P协议进行仿真。本文对PNSim的功能进行了验证,结果表明PNSim的底层生成的拓扑图能够反映因特网的基本特征;覆盖层实现了Chord协议,并支持节点行为的模拟。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的来源及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 P2P模拟器的发展趋势
• 1.4 本文的工作
• 1.5 本文的组织
• 第2章 P2P模拟器分析与PNSim总体设计
• 2.1 P2P仿真
• 2.2 网络模拟器的分类
• 2.3 P2P模拟器的设计原则
• 2.4 常见P2P模拟器的分析
• 2.4.1 Narses模拟器
• 2.4.2 NeuroGrid模拟器
• 2.4.3 3LS模拟器
• 2.4.4 Overlay Weaver模拟器
• 2.4.5 PeerSim模拟器
• 2.4.6 PlanetSim模拟器
• 2.4.7 常见P2P模拟器的比较
• 2.5 PNSim的总体设计
• 2.5.1 PNSim的设计方案
• 2.5.2 PNSim的三层结构框架
• 2.6 本章小结
• 第3章 PNSim底层分析与设计
• 3.1 幂法则
• 3.2 常见的网络拓扑模型及拓扑生成器
• 3.2.1 常见网络拓扑模型分析
• 3.2.2 拓扑生成器
• 3.3 PNSim中拓扑生成器的实现
• 3.3.1 FKP模型
• 3.3.2 BT模型
• 3.3.3 改进的拓扑模型
• 3.3.4 PNSim中拓扑图结果分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 PNSim网络层设计与实现
• 4.1 节点的管理
• 4.2 数据包
• 4.3 数据包池
• 4.4 UDP Socket的模拟
• 4.4.1 UDP Socket的工作原理
• 4.4.2 PNSim中UDP Socket的实现
• 4.5 中央驱动器的设计
• 4.6 本章小结
• 第5章 PNSim覆盖层设计与实现
• 5.1 Chord协议
• 5.1.1 DHT
• 5.1.2 一致性哈希函数
• 5.1.3 Chord协议
• 5.2 PNSim中Chord协议的实现
• 5.2.1 覆盖层的基本元素
• 5.2.2 Chord协议的实现
• 5.3 PNSim的功能验证
• 5.4 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