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P2P覆盖网关键技术研究

2020-12-01阅读(461)

P2P覆盖网关键技术研究

论文摘要

P2P的关键技术之一是在物理网络之上构建一层覆盖网络,根据覆盖网的拓扑结构,分为结构化（Structured）和非结构化（Unstructured）。结构化系统对象定位需要知道确切的名字或关键字,所以搜索算法无法真正适应节点的动态加入退出,缺乏适应性和容错性。非结构化系统可很好地适应现实网络的异构环境,然而信息洪泛造成的大数量级查询流量限制了可扩展性和效率。超节点（Supernode,SN）覆盖网结构能有效应对上述问题,既具有自治性和对动态环境的适应性,同时具备集中式搜索的效率。本文详细分析和比较了不同拓扑结构P2P覆盖网的特点和典型系统,介绍了超节点结构P2P覆盖网原理、优点和存在问题。针对超节点覆盖网存在的问题,提出一种基于信息交互的超节点选择机制SSBIE（Supernode Selection Based on Information Exchange）,对P2P覆盖网拓扑特性与搜索性能通过实验进行了具体比较。本文主要工作如下:（1）针对超节点P2P覆盖网中拓扑不匹配问题,提出了一种在经典拓扑（topology）和地理（geography）位置相结合的基础上划分自治域（Autonomic System,AS）的方法,按照节点物理距离远近而形成AS,物理距离相近的节点划分为一个AS,物理距离相近的AS彼此邻接,在各AS内选择本AS内的SN,保证了物理网络与覆盖网的一致。（2）针对超节点选择不合理问题和搭便车（free-riding）现象,本文充分考虑节点间延时、距离、信息交互频率和时间以及内容相似度等,提出一种基于信息交互的超节点选择方法（SSBIE）,按节点分值（Score）值选择超节点和识别free-riding节点。通过模拟实验,分析实验结果表明SSBIE较之按节点能力选择的方法使P2P系统性能明显提高,可提高文件查询成功率,减少平均查询跳数,降低查询延时。（3）针对传统的解决单点失效问题的超节点冗余机制以系统消耗为代价来获取系统的可靠性问题,提出一种三信息中心的策略来解决了单点失效问题,通过模拟实验总结出此策略增加了系统的可靠性,而没有引起更多的系统消耗。（4）通过在不同拓扑结构上实现Flooding搜索策略,总结出搜索算法的性能受P2P覆盖网拓扑结构的影响,并进一步验证了我们提出的三信息中心超节点结构覆盖网的较好性能。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 目录
  • 插图索引
  • 附表索引
  • 第一章 绪论
  • 1.1 研究的背景
  • 1.2 本文研究内容及贡献
  • 1.3 本文组织安排
  • 第二章 P2P覆盖网相关研究
  • 2.1 非结构化P2P系统
  • 2.2 结构化P2P系统
  • 2.3 本章小结
  • 第三章 基于超节点结构的P2P覆盖网
  • 3.1 超节点覆盖网原理
  • 3.2 超节点结构典型系统
  • 3.3 存在的问题
  • 3.3.1 拓扑不匹配问题
  • 3.3.2 单点失效问题
  • 3.3.3 搭便车现象
  • 3.3.4 超节点选择不合理问题
  • 3.4 本章小结
  • 第四章 基于信息交互的超节点选择机制
  • 4.1 自治域的划分
  • 4.2 节点间的信息交互
  • 4.3 超节点选择和free-riding处理
  • 4.4 模拟实验和结果分析
  • 4.4.1 模拟实验设计
  • 4.4.2 实验结果分析
  • 4.5 本章小结
  • 第五章 三信息中心超节点结构覆盖网
  • 5.1 SMBIE拓扑结构
  • 5.2 拓扑结构特性分析
  • 5.2.1 参数假设
  • 5.2.2 节点的度
  • 5.2.3 最短路径
  • 5.3 不同拓扑结构中搜索性能分析和比较
  • 5.3.1 Flooding搜索策略
  • 5.3.2 搜索步长与节点发现概率
  • 5.3.3 文件搜索成功率
  • 5.3.4 查询消息数和跳数
  • 5.3.5 不同拓扑中的搜索性能比较
  • 5.4 本章小结
  • 第六章 工作总结及研究展望
  • 6.1 本文工作总结
  • 6.2 研究展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 作者攻读硕士学位期间的主要研究成果

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