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结构化对等网络：分等级体系结构研究和性能评价

2020-12-11阅读(392)

结构化对等网络：分等级体系结构研究和性能评价

论文摘要

P2P （Peer-to-Peer）网络从根本上改变了人们使用Internet的方式,如共享和消费数字内容等。当P2P网络与其它新近出现的技术（如Web服务等）相结合时,P2P技术显示了其优势和生命力。本论文从四个方面对P2P网络的研究和发展做出贡献。首先,本文提出了一个P2P和Web服务相融合的多层系统结构。该体系结构能利用P2P方式在异构接入网络环境下有效地为移动终端用户提供Web服务；此外,本文还介绍了一个轻量级的中间件结构以适配多样化的移动终端。其次,一个通用的分等级P2P体系结构（General Truncated Pyramid Peer-to-Peer, GTPP）被提出以分析与扁平结构相比较的性能。GTPP体系结构的目的是为了分析增加的层次结构能否带来价值和功能的提升。本文提供了详细的数学分析综合考虑各种性能指标,包括查找跳数、查找延时、从单个节点角度来考虑的维护流量以及从整体系统角度来考虑的维护流量；此外,本文也提供了关于查找跳数的仿真实验。通过详尽的数学分析和仿真实验,本文得出了关于GTPP结构层次数目的最优值,该发现表明在绝大多数情况下,2到3层的结构是最优的。第三,本文详细提供了面向信令的基于Kademlia的P2P系统的性能评价。基于NetHawk EAST软件的仿真模型和原型系统被用来评价该系统的性能。基于NetHawk EAST仿真模型的测试结果发现了关于资源查找并行度数,资源复制度数的最优设计选择,同时该测试结果还表明用于检测分布式哈希表（Distributed Hash Table, DHT）覆盖网中节点存活性的消息并不是不可或缺的。来自原型系统实现的测试结果从三个方面,即CPU处理负载、网络流量负载,和电池损耗,表明了移动节点充当全功能的（Full-fledged）的覆盖网节点的可行性；通过电池损耗测试实验,本文还发现了最有效使用移动节点电池的数据包大小。最后,不同扰动模型对结构化P2P网络性能的影响也在本文中详细研究。特定地,本文分析了三种典型扰动模型,即指数分布、Pareto分布和威布尔分布,以提供一个对比分析。仿真结果表明这三种典型扰动模型对结构化P2P网络性能影响的差别是量上的而非质上的。这给同期的研究人员在做扰动分析时选择何种扰动模型提供了指导性建议。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 目录
  • 图表目录
  • 第一章 绪论
  • 1.1. 论文研究背景与意义
  • 1.1.1. 对等网络的发展历史
  • 1.1.2. 对等网络相关概念
  • 1.1.3. P2P计算与网格计算的比较
  • 1.1.4. P2P网络的应用分类
  • 1.2. 结构化对等网络的研究问题
  • 1.2.1. 分等级的P2P体系结构
  • 1.2.2. 结构化对等网络性能评价
  • 1.3. 论文的范围和方法论
  • 1.4. 论文的工作和主要创新点
  • 1.5. 论文的结构
  • 第二章 对等网络和Web服务融合的体系结构
  • 2.1. 研究现状
  • 2.2. 融合的移动Web服务体系结构
  • 2.2.1. 融合的网络体系结构
  • 2.2.2. 分层的P2P移动服务中介（MSB）
  • 2.2.3. 业务分层和虚拟隧道模型
  • 2.3. 移动Web服务的即插即用中间件结构
  • 2.3.1. 传输适配层（TAL）
  • 2.3.2. SOAP模块
  • 2.3.3. 业务模块
  • 2.3.4. GUI模块
  • 2.3.5. 统计模块
  • 2.3.6. 智能策略模块
  • 2.3.7. 移植模块
  • 2.3.8. P2P模块
  • 2.4. 业务消息序列设计
  • 2.4.1. 业务发布
  • 2.4.2. 业务发现
  • 2.4.3. 业务绑定
  • 2.5. 小结
  • 第三章 结构化对等网络分等级的体系结构研究
  • 3.1. 分等级的P2P体系结构的分类
  • 3.1.1. 非结构化分等级P2P体系结构
  • 3.1.2. 结构化分等级P2P体系结构
  • 3.1.3. 混合分等级结构（HyHA）
  • 3.2. GTPP体结构
  • 3.2.1. GTPP结构
  • 3.2.2. 业务发现过程
  • 3.3. 性能分析
  • 3.3.1. 查找跳数
  • 3.3.2. 查找延时
  • 3.3.3. 流量分布
  • 3.4. 结果分析
  • 3.4.1. 期望查找跳数
  • 3.4.2. 期望查找路由延时
  • 3.4.3. 不同子覆盖网中单个节点的流量分布
  • 3.4.4. 整个覆盖网的流量
  • 3.4.5. 小结
  • 3.5. 仿真分析
  • 3.6. 讨论
  • 3.6.1. 内容缓存
  • 3.6.2. 迭代路由
  • 3.6.3. 扰动
  • 3.7. 本章小结
  • 第四章 结构化对等网络性能评价
  • 4.1. 研究现状
  • 4.1.1. 面向通信的P2P系统
  • 4.1.2. 基于Kademlia P2P系统的扰动分析
  • 4.1.3. P2P网络中移动设备的电池损耗
  • 4.2. 系统结构
  • 4.2.1. P2PP协议
  • 4.2.2. 基于Kademlia的算法
  • 4.3. 仿真分析
  • 4.3.1. 性能指标
  • 4.3.2. 仿真设置
  • 4.3.3. 仿真结果
  • 4.3.4. 讨论
  • 4.4. 原型实现和测试
  • 4.4.1. 原型系统设置
  • 4.4.2. CPU负载
  • 4.4.3. 网络流量负载
  • 4.4.4. 电池损耗
  • 4.4.5. 讨论
  • 4.5. 本章小结
  • 第五章 结构化对等网络扰动模型分析
  • 5.1. 研究现状
  • 5.2. 典型分布
  • 5.2.1. 指数分布
  • 5.2.2. Pareto分布
  • 5.2.3. 威布尔分布
  • 5.3. 系统结构
  • 5.4. 仿真结果
  • 5.5. 本章小结
  • 第六章 总结和展望
  • 参考文献
  • 附录 缩略语
  • 攻读学位期间发表的学术论文目录
  • 致谢

    • 相关论文文献

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