面向覆盖网典型应用的对等计算研究

论文摘要

建立在覆盖网基础上的对等计算研究不仅是理论研究的一个热点，而且得到企业界的密切关注，已渗透到多种应用当中，并取得了丰硕成果。覆盖网应用的深入发展，可以极大提高社会生产力，提高社会生活质量，取得更大的社会进步。面对研究的深入和应用面的扩大，覆盖网领域出现了许多IP网中不曾出现的新问题和新挑战，覆盖网承载了更高的要求。专家学者开始关注这方面的新应用和理论研究。而针对对等计算核心业务，并结合覆盖网三个热点应用来对非结构化覆盖网拓扑模型新的发展与应用进行研究就是本文所致力完成的工作。本文研究的关键问题主要包括：应用层组通信中具有能力约束的任意源覆盖多播；共享文件的覆盖搜索主流技术性能提高；Web文本信息搜索中搜索负载与维护负载之间的合理均衡及搜索过程负载的均衡分布等。具体研究内容有：(1)讨论在覆盖网基础上进行应用层任意源覆盖多播的方法和相关技术。本文提出一个任意源覆盖多播服务方案，无须建立显式的多播树。该方案建立在随机覆盖网和非DHT覆盖网拓扑模型基础上，具有结点能力约束性能，同时多播树维护量小，具有动态成员管理能力。本文中设计了2个分布式多播算法。我们对搜索跳数和搜索负载进行了均衡性能的理论分析，模拟实验显示新的任意源多播算法拥有较好的综合性能。(2)讨论覆盖网共享文件主流搜索工具性能问题及相应解决方法。本文重点研究了在没有集中索引结构的非结构化覆盖网络中如何改进搜索效率。文章找出KaZaA及Gnutella中影响性能的四个问题，并由此针对每个问题提出了解决方法。文章的相关理论分析及模拟实验显示这些方法较好地提高了文件搜索性能。(3)讨论如何有效地结合非结构化覆盖网与结构化覆盖网二者优势来设计满足Web文本信息查询请求的语义网拓扑。本文结合Web文本信息结构特征和语义相似性特征，构造面向文本信息查询的语义网拓扑，提出一个两层结构的查询路由框架，不存在中央控制结构，实现在语义网络中的查询路由功能。同时，本文提出了兴趣圈的概念，有效地对Web文本数据源进行组织。实验显示建立在该语义网拓扑结构上的文本信息查询能获得较好的查询准确性和查询有效性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 覆盖网相关基本概念
• 1.3 覆盖网应用的几个问题
• 1.4 本文的工作
• 第二章 应用层任意源覆盖多播机制及算法
• 2.1 引言
• 2.1.1 应用层多播的定义
• 2.1.2 应用层多播的策略
• 2.1.3 应用层多播协议
• 2.1.4 应用层多播协议的性能评价
• 2.2 覆盖多播的国内外研究现状
• 2.3 本章研究目标
• 2.4 系统模型
• 2.5 任意源覆盖多播
• 2.5.1 设计思路
• 2.5.2 基本算法
• 2.6 性能分析
• 2.7 实现中的主要问题
• 2.7.1 维护环
• 2.7.2 建立随机邻居
• 2.7.3 测量n和c
• 2.7.4 上载带宽很小的组成员
• 2.7.5 减少覆盖连接时延
• 2.7.6 动态能力
• 2.8 改进算法
• 2.9 实验
• 2.10 小结
• 第三章 覆盖网共享文件主流搜索工具性能问题及解决方案
• 3.1 引言
• 3.2 主流搜索工具现状
• 3.3 TTL约束洪泛搜索分析
• 3.3.1 网络模型
• 3.3.2 最佳搜索负载分析
• 3.3.3 TTL约束洪泛工作机制及若干问题
• 3.4 过量搜索负载问题和基于票据的搜索方法
• 3.5 搜索延时问题和随机采样解决方法
• 3.6 重复搜索问题和随机锚点解决方法
• 3.7 非流行共享文件的覆盖搜索算法
• 3.7.1 系统模型
• 3.7.2 覆盖搜索算法基础
• 3.7.3 基于票据的覆盖搜索算法
• 3.7.4 算法性能分析
• 3.8 实验
• 3.8.1 实验准备
• 3.8.2 搜索性能评测
• 3.8.3 广播搜索性能评测
• 3.9 小结
• 第四章 基于覆盖网兴趣圈的Web文本信息查询机制设计
• 4.1 引言
• 4.2 国内外研究现状
• 4.2.1 覆盖网查询路由
• 4.2.2 语义网构造
• 4.2.3 本章研究目标
• 4.3 系统模型
• 4.3.1 覆盖网中的数据组织
• 4.3.2 覆盖网的路由计算
• 4.3.3 覆盖网拓扑模型
• 4.4 核心路由层
• 4.5 边界路由层
• 4.5.1 边界路由信息结构
• 4.5.2 边界路由
• 4.6 兴趣圈
• 4.7 路由计算和路由维护
• 4.7.1 边界路由信息的加入
• 4.7.2 边界路由表的动态维护
• 4.7.3 查询路由时间复杂度
• 4.8 实验
• 4.8.1 数据准备和查询准备
• 4.8.2 测试标准
• 4.8.3 实验结果
• 4.9 小结
• 第五章 总结
• 5.1 本文研究内容总结
• 5.2 进一步的工作
• 参考文献
• 攻读博士学位期间参与的科研项目情况
• 致谢