对等网络中的协作机制研究

论文摘要

近年来,随着互联网技术的发展,对等网络(简写为P2P网络)这种新型互联网应用层体系结构迅速发展,受到了工业界和学术界的广泛关注。随着应用的发展和研究的深入,P2P网络所固有的结点自主性的问题对系统的消极影响逐渐暴露出来。结点的自主性导致结点追求自我利益的最大化,在忽略结点自主性的P2P网络协议中会引起严重的free rider问题,极大破坏了结点之间的公平性,甚至导致系统不能正常运行。因此需要研究P2P网络的结点协作机制解决结点自主性的问题。P2P网络结点协作机制的研究以结点之间的公平性为前提,包含约束结点进行协作以实现系统设计目标和在原有系统基础上促进结点协作以提高系统性能两个方面的内容。本文从以上两个方面研究P2P网络中的结点协作机制并通过模拟实际系统来研究结点协作机制对P2P网络的影响。本文的主要内容包括:(1)调研P2P网络的协议基础和P2P网络中结点协作机制的研究进展和相关成果,了解结点协作机制研究的角度和常用方法,分析结点协作的本质问题,作为结点协作机制研究的基础。(2)研究P2P垂直搜索系统中的结点协作机制。提出了一种基于结点协作的数据备份机制LRS和基于LRS的索引切分方法。LRS机制具有数据可用性高,结点带宽消耗少,结点之间负载均衡等特点。基于LRS的索引切分方法能有效提高系统索引检索的效率。(3)提出一种通用的结点协作机制Hermes。Hermes是一种可选的结点协作机制,设计结点可以根据自身的需求发起协作请求,基于信用的管理方式能够避免free rider现象。Hermes机制充分利用结点的自主性进行结点之间的协作,极大提高了结点协作的效率。(4)研究P2P网络系统BitTorrent的模拟实现并在模拟的BitTorrent系统中实现Hermes机制。通过实验结果研究结点协作机制对P2P网络的影响。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 1.1 对等网络概述
• 1.1.1 P2P发展历史简要回顾
• 1.1.2 P2P应用系统简介
• 1.1.3 P2P研究的关键问题
• 1.2 对等网络协作问题
• 1.2.1 P2P网络中的协作机制研究的必要性
• 1.2.2 P2P网络中的协作机制研究的现状
• 1.2.3 P2P网络中的协作机制研究的困难和挑战
• 1.3 本文的主要内容和结构
• 1.3.1 研究什么和不研究什么
• 1.3.2 各章节结构
• 第2章 相关工作
• 2.1 P2P协议研究
• 2.1.1 非结构化P2P协议
• 2.1.2 结构化P2P协议
• 2.2 P2P网络中的协作机制研究
• 2.2.1 Free-rider现象和危害
• 2.2.2 基于交易机制研究
• 2.2.3 基于激励机制研究
• 2.2.4 其他研究
• 2.3 本章小结
• 第3章 基于P2P网络的torrent文件搜索系统的协作机制
• 3.1 pST系统整体设计
• 3.1.1 系统结构
• 3.1.2 搜索的关键结构
• 3.2 结点协作机制
• 3.2.1 数据备份策略
• 3.2.2 索引的切分和查询
• 3.3 本章小结
• 第4章 公平高效的P2P网络协作机制Hermes
• 4.1 协议基础
• 4.1.1 P2P网络结点分类
• 4.1.2 Small world网络
• 4.2 总体设计
• 4.2.1 设计概述
• 4.2.2 设计目标
• 4.3 详细设计
• 4.3.1 逻辑描述
• 4.3.2 协议模块组成
• 4.3.3 协议分析
• 4.4 性能分析
• 4.5 本章小结
• 第5章 P2P网络协作机制的性能分析
• 5.1 P2P网络性能分析概述
• 5.2 BitTorrent模拟系统
• 5.2.1 模拟系统概述
• 5.2.2 实验细节
• 5.3 模拟实验
• 5.3.1 实验设置与说明
• 5.3.2 实验数据及分析
• 5.4 本章小结
• 第6章 总结和进一步工作
• 6.1 总结
• 6.2 进一步工作
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 论文"Hermes:一种高效的P2P系统协作机制"
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果