基于IP网络的P2P流量优化的研究

论文摘要

P2P的网络架构打破了传统的客户端／服务器(Client/Server,C/S)模式,具有极高的传送效率,因此得到较为广泛的应用。但其高速发展的同时也带来了不少问题,如目前主流的P2P节点选择算法忽视了现有IP网络的架构,使得P2P的流量占用了现有互联网出口上极大的带宽资源,给网络运营商带来了极大的压力,也给用户体验带来的很大的影响。针对P2P网络的特点和发展需求,本文提出了一种混合机制的P2P流量优化算法,即该算法的主体思想为通过将P2P重叠网上的标识和底层IP网络的网元地址映射起来,在同一个域内优先选择底层意义上就近的点,通过最大化的本地网络节点利用率,从而达到减少骨干层重复流量过大的问题。本文主要的研究工作有以下几个方面：(1)对现有主流的P2P网络结构进行比较和分析,确立本文中P2P研究的工作机制,即采用ISP与P2P协作方式,并对其建立相关数学模型；(2)基于现有主流的IP网络协议,引入了网络开销值的概念,提出网络节点利用最大化的理论依据并进行数学分析和计算,并以此作为重要的参数来衡量网络节点的P2P感知；(3)提出针对P2P的节点选择算法。即对P2P的业务类型进行区分,分别定义不同的节点选择标准,通过相关的数学计算来得到网元之间的通信开销值,并根据各个节点本身的负荷来量化节点自身的服务能力,在同一个域内优先选择服务能力强、相对距离较近的节点,从而避免了IP网络中的重复流量和跨域流量,节约了网络的带宽。本文在DDP系统的实验环境下对该算法进行了性能仿真,仿真结果证明同比与目前较为流行的DHT、CDN算法,该算法在网络节点优先性选择、提高网络节点带宽利用率、提高网络节点服务能力、减少网内跨域流量等4个方面有了明显的提高,既能有效减少P2P的跨网流量,又能减轻运营商的压力,并且能区分优化P2P用户的体验。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的研究背景
• 1.2 本课题主要研究内容和意义
• 1.3 本文的组织架构
• 第2章 P2P应用的研究
• 2.1 P2P的技术简介
• 2.1.1 P2P的概念及原理
• 2.1.2 网络模型的介绍
• 2.1.3 P2P技术的发展前景
• 2.2 节点搜索算法简介
• 2.3 优化方案应用及分析
• 2.4 本章小结
• 第3章 DDP系统的介绍及研究
• 3.1 DDP系统的简介
• 3.2 DDP系统的组成结构
• 3.3 PPR与peer交互模块功能
• 3.3.1 PPR的工作流程与协议设计
• 3.3.2 PPR与peer交互模块的功能结构
• 3.3.3 程序框架与交互流程
• 3.4 本章小结
• 第4章 P2P流量优化算法的设计和分析
• 4.1 优化问题的数学分析
• 4.1.1 主要参数的选取及数学分析
• 4.1.2 P2P节点的利用率最大化实现及数学分析
• 4.1.3 针对运营商的选择控制优化实现及数学分析
• 4.1.4 针对P2P优化的数学模型设计及分析
• 4.2 P2P的网络模型设计
• 4.3 IP网内的流量优化算法设计
• 4.3.1 主要节点间网络开销的计算及分析
• 4.3.2 衡量节点服务能力的计算及分析
• 4.3.3 P2P的业务区分优化的计算及分析
• 4.4 流量优化算法的功能模块设计
• 4.4.1 PPR中描述节点的数据结构
• 4.4.2 PPR中的节点管理模块的实现
• 4.5 算法的性能仿真与分析
• 4.6 本章小结
• 第5章 结论
• 5.1 论文工作总结
• 5.2 未来工作展望
• 参考文献
• 致谢