P2P网络性能监测研究与实现

论文摘要

目前,作为互联网中最重要的网络应用,Peer-to-Peer（简称P2P）网络承载着超过60%的传输流量,P2P网络性能对于改善Internet网络服务质量具有十分重要的意义。随着P2P网络用户数量及新业务的不断增多,P2P网络运营商必须尽力为用户提供最好的服务,以适应激烈的市场竞争环境。在这样的背景下,P2P网络性能越来越成为人们关注的焦点。如何为分布式对等网络提供信息监控服务也成为P2P网络研究领域的重点问题。对等网络性能测量是收集对等网网络运行参数、分析网络运行性能的重要手段,也是高性能对等网络协议设计、网络规划与建设、高性能应用开发等的重要基础,而且为互联网的科学管理、有效控制、健康发展、合理利用与深入研究等提供科学依据。本文致力于P2P网络性能监测、性能评估方面的研究,并着重探讨P2P网络性能监测子网的设计。论文的主要研究内容如下:P2P网络性能测度与评估:P2P网络定位于应用层重叠网络,基本功能包括重叠网络拓扑维护、资源搜索、应用层路由以及应用层传输。网络层次定位及功能的不同使得传统IP网络的性能测度无法满足P2P网络性能测量与评估的需求。论文分析了P2P网络特性及性能影响因素,在总结IP网络传输性能测度的基础上,通过考察P2P网络基础服务的性能,制定出一组反映P2P网络特性的测度集,用于指导P2P网络性能的测量与改善。在此基础上,论文就P2P网络性能测度在网络性能评估及业务性能评估中的应用进行了讨论。P2P网络监测系统模型研究:网络监控功能的缺乏已经成为P2P网络持续发展的瓶颈问题。论文在P2P网络监测系统需求分析的基础上,设计了一个以监测代理为核心的P2P网内监测系统模型。该模型合理利用边缘对等点及超级对等点的计算能力实现分布式测度采集以及统计运算,因而中央监测服务器的监测成本不随对等点数增长而成倍增长。之后,基于该模型并结合P2P网络环境特点,论文就P2P性能监测子网拓扑模型进行分析,并设计出一种监测汇聚代理节点自组织策略。该策略利用对等点度量机制选择性能良好的汇聚代理节点,使用父节点备份机制增强监测子网的拓扑稳定性,通过负载均衡机制协调汇聚代理节点的连接负载。基于JXTA平台的监测系统设计:为了验证网内监测系统的可行性,论文选择Sun微系统公司的JXTA平台作为承载网络,开发了一个网络监测系统一一JNMS（JXTANetwork Monitoring System）系统。论文首先简单介绍了JXTA平台的基本概念及协议,之后利用上一章提出的P2P网络监测系统的功能模型及拓扑模型设计出JNMS监测系统的功能结构、部署环境、工作流程。最后结合JXTA协议特点重点研究了JNMS监测系统实现过程中的三个关键技术:JXTA网络测度采集、监测数据传输、监测策略配置。JNMS系统完全兼容JXTA网络协议,致力于构筑网内信息监测平台,实现JXTA网络监测数据的采集、传输、存储、整合及可视化操作。在嵌入了监测系统的JXTA平台上开发的P2P应用程序,可以自动加入JXTA监测子网,测量并上报系统参数。JNMS系统的设计与实现验证了基于通用P2P网络平台构建网内监测系统这一基本思路的可行性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 论文选题背景
• 1.2 P2P网络测量的研究现状
• 1.3 P2P网络测量研究目标和意义
• 1.4 本人所做工作及论文结构
• 第二章 对等网络简介
• 2.1 概述
• 2.2 P2P网络分类
• 2.2.1 集中式 P2P网络
• 2.2.2 全分布式非结构化 P2P网络
• 2.2.3 全分布式结构化P2P网络
• 2.2.4 混合式 P2P网络
• 2.3 对等网络关键技术
• 2.3.1 P2P网络搜索
• 2.3.2 多源传输
• 2.3.3 P2P网络路由
• 2.3.4 P2P网络监控技术
• 2.4 P2P网络特点
• 2.5 对等网络主要应用
• 2.6 对等网技术特点
• 第三章 P2P网络性能测量
• 3.1 概述
• 3.2 IP网络性能指标
• 3.2.1 网络连通性
• 3.2.2 网络传输时延
• 3.2.3 时延抖动
• 3.2.4 报文丢失
• 3.2.5 网络带宽
• 3.3 P2P网络测量
• 3.4 P2P网络性能测度
• 3.4.1 P2P网络性能测度定义的基本原则
• 3.4.2 基于P2P网络基础服务的测度定义
• 3.5 性能评估
• 第四章 P2P网络性能监测系统模型
• 4.1 P2P网络性能监测系统功能需求
• 4.2 P2P网络监测系统功能模型
• 4.3 P2P网络监测系统拓扑模型
• 4.3.1 拓扑结构
• 4.3.2 对等点资源度量
• 4.3.3 监测汇聚代理节点自组织策略
• 第五章 基于JXTA平台的P2P网络性能测量系统的设计与实现
• 5.1 JXTA网络平台简介
• 5.1.1 平台设计目标
• 5.1.2 层次结构
• 5.1.3 JXTA网络基本概念
• 5.1.4 JXTA协议
• 5.2 JNMS监测系统概述
• 5.2.1 系统主要功能
• 5.2.2 系统运行环境
• 5.2.3 系统工作流程
• 5.2.4 系统结构及主要模块
• 5.2.5 JNMS系统软件的实现环境
• 5.3 JNMS监测系统关键技术
• 5.3.1 对等点测度采集
• 5.3.2 监测数据传输
• 5.3.3 监测策略配置
• 总结与讨论
• 致谢
• 主要参考文献
• 附录 攻读硕士学位期间发表论文