片段存储系统 ——基于P2P的网络存储服务

论文摘要

现今,P2P（Peer-to-Peer,对等）网络变得越来越流行,其中大多数应用都基于非结构化P2P网络。而另一方面,Internet中数据内容爆炸性增长使人们对于网络存储系统提出了更高的要求。因此,相对于非结构化的P2P网络,结构化P2P网络更适于用来构建现代网络存储系统。这些结构化的P2P网络通常都基于分布式哈希表（Distributed Hash Table,DHT）,具有可扩展性好等特点。本文提出的片段存储系统（Segment Storage System,简称S3）基于结构化的P2P网络模型,并且具有高可用性、高可靠性与高持久性。在S3中,文件被分割成许多片段,一个文件的所有片段被分布在多个在网络位置上相近的共享节点上。运用一些巧妙的策略,S3将片段索引和节点定位信息整合到一起,片段数据储存在DHT中,使用创新而高效的路由算法使用户能够方便的定位到需要下载或上传的文件。由于S3的寻址方式隐含了节点位置信息,用户使用put/get原语操作就可获得传输过程中的高带宽和高速度。更进一步,对于存储系统中必需的备份和恢复操作,S3通过自身的本质特性就可以方便地实现,而无需额外的操作和开销。S3延续了P2P网络的优点并且摒弃了P2P网络临时性和不稳定性等缺陷。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 P2P 简介
• 1.2.1 P2P 定义
• 1.2.2 P2P 用途
• 1.3 本文的目标和假设
• 1.4 问题的定义
• 1.5 论文的主要工作和贡献
• 1.6 论文安排
• 第二章 P2P 网络中的路由协议
• 2.1 非结构化P2P 网络
• 2.2 结构化P2P 网络
• 2.3 结构化P2P 网络中的路由协议
• 2.3.1 Tapestry 算法
• 2.3.2 Pastry 算法
• 2.3.3 Chord 算法
• 2.3.4 CAN 算法
• 2.3.5 各路由算法比较和分析
• 2.4 OPENDHT 服务
• 2.4.1 DHT 算法
• 2.4.2 OpenDHT
• 第三章 现有的基于P2P 的网络存储系统
• 3.1 传统网络存储协议
• 3.2 基于P2P 的网络存储系统
• 3.2.1 Napster、Gnutella 和KaZaA
• 3.2.2 Freenet
• 3.2.3 PAST
• 3.2.4 OceanStore
• 3.2.5 CFS
• 3.3 基于P2P 的内容分发系统
• 3.3.1 BitTorrent
• 3.3.2 eMule
• 第四章 片段存储系统：一种基于P2P 的网络存储服务
• 4.1 设计思路
• 4.1.1 结构化P2P 网络
• 4.1.2 多线程传输
• 4.1.3 存储介质——分布式哈希表
• 4.2 设计架构
• 4.2.1 术语定义
• 4.2.2 数据DHT
• 4.2.3 基本操作
• 第五章 片段存储系统详细设计
• 5.1 索引
• 5.2 定位
• 3中'>5.2.1 将SN 定位到S³中
• 5.2.2 UN 取得各个SN 的网络位置
• 5.2.3 将一个片段定位到某个SN 上
• 5.3 本地性原则
• 5.4 上传与下载
• 5.4.1 上传
• 5.4.2 下载
• 5.5 备份与恢复
• 5.5.1 备份
• 5.5.2 恢复
• 5.6 设计改进
• 5.6.1 缓存于UN 上的地址表
• 5.6.2 具有不同存储能力的SN
• 第六章 片段存储系统实现与用户接口
• 6.1 SN 实现
• 6.1.1 DataDHT 类
• 6.1.2 Manager 类
• 6.1.3 SN 类
• 6.2 用户接口
• 第七章 模拟实验与性能分析
• 7.1 模拟实验
• 7.1.1 实验环境
• 7.1.2 组内SN 个数对系统性能的影响
• 7.1.3 片段大小对系统性能的影响
• 7.1.4 副本数目对系统性能的影响
• 7.2 理论分析与比较
• 7.2.1 数据DHT 路由算法性能分析与比较
• 7.2.2 片段存储系统与其它P2P 网络存储系统的比较
• 7.2.3 片段存储系统与P2P 内容分发系统的比较
• 第八章 工作展望和结论
• 8.1 工作展望
• 8.1.1 节点退出造成的数据丢失问题
• 8.1.2 节点负载平衡优化
• 8.1.3 参考节点选择优化
• 8.2 评价与结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间研究成果及发表论文