基于CDN的P2SP下载系统的研究与实现

论文摘要

P2SP技术是近年来计算机领域中研究的热点问题,P2SP下载方式实际上是对P2P技术的进一步延伸,它不但支持P2P技术,同时还通过下载资源数据库这个桥梁把原本孤立的服务器资源和P2P资源整合到了一起,从而使下载速度更快,下载资源更丰富,下载稳定性更强。然而单纯的P2SP应用亦存在它的问题,由于目前这一块正处在新闻监管缺失,内容和版权管理真空的无序状态,此时这种业务的盛行不仅会带来网络流量风暴,也必然使盗版猖獗,病毒泛滥,从而给电信运营商及其产业链造成损害。另一方面,作为传统运营商级别的CDN内容分发网络已经运行多年,它有一整套方便有效的网络内容和版权监管体系、实用可行的用户管理手段、保障可靠的QoS服务以及科学合理的网络流量控制方案。这一切恰恰可以较好的弥补P2SP技术目前存在的不足。但由于CDN其核心仍然是基于集中服务器结构的,跟地域化管制紧密相连,很难降低其扩展成本,而且传统CDN技术在网络高峰时期对突发流量的适应性,容错性等方面仍然存在一定缺陷,随着用户规模的迅速增加,这对CDN应用发展提出了严峻挑战。如何将P2SP技术和CDN技术有机结合起来,并将其应用于下载系统的设计与实现中就是本文要做的主要工作。改进的P2SP下载系统能够充分利用用户之间的传输带宽,基于CDN网络实现文件下载业务,它不仅可以提供高质量的文件下载服务,而且可以在下载用户数较少的时候,由服务器的下载能力保证系统整体的服务质量。在内容版权、用户管理、流量有序性等方面也更加有效,这有助于降低文件下载的成本。本文首先介绍了P2SP技术的基本概念、当前进展和研究现状。重点研究了P2SP网络模型和CDN内容分发网络技术,分析对比了它们的特点、优势与不足,在此基础上,提出了将这两种技术有效组合,以达到更加完美效果的观点和方法,给出了一种新的基于CDN的P2SP下载系统模型,详细分析了这种模型的性质和特点,并对服务器、客户端进行设计,结合实际应用需求,从系统层面实现了该系统。本文还介绍了安全哈希算法SHA1并将其应用在系统中计算文件ID,较好解决了下载过程中的管理和加速资源利用等技术难点问题。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究意义
• 1.2 国内外研究的进展
• 1.2.1 常用的下载软件介绍
• 1.2.2 CDN 市场介绍
• 1.2.3 基于CDN 的P2SP 下载系统的优势
• 1.3 论文的组织与结构
• 第2章 P2SP 下载系统的技术背景与总体模型
• 2.1 什么是P2SP
• 2.1.1 P2P 技术简介
• 2.1.2 P25 技术简介
• 2.2 CDN 介绍
• 2.2.1 什么是CDN
• 2.2.2 CDN 的原理
• 2.2.3 CDN 技术现有的主要应用
• 2.3 P2SP 下载系统模块的整体设计
• 2.3.1 总体结构
• 2.3.2 系统模块的逻辑结构
• 第3章 TRACKER 服务器的设计
• 3.1 TRACKER服务器的模块设计
• 3.1.1 类关系和接口逻辑视图
• 3.1.2 模块处理流程图
• 3.2 数据库设计与实现
• 3.2.1 常用的数据库设计方法
• 3.2.2 系统数据库分析
• 3.2.3 数据库逻辑设计与实现
• 3.3 主要数据结构及操作
• 3.4 TRACKER服务器线程间的同步
• 3.4.1 进程同步的方式
• 3.4.2 进程同步的实现
• 3.5 负载均衡的应用
• 第4章 P2SP 下载客户端守护进程的设计与实现
• 4.1 客户端加速守护进程的设计
• 4.2 应用程序模块
• 4.3 BT 核心模块
• 4.3.1 主要的类描述
• 4.3.2 节点下载及接收数据流程
• 4.3.3 节点上传数据的流程
• 4.4 网络管理模块
• 4.4.1 TCP 请求的处理流程
• 4.4.2 TCP 连接的发起
• 4.4.3 UDP 包的接收
• 4.4.4 UDP 包的发送
• 第5章 P2SP下载系统界面设计与实现
• 5.1 下载客户端的整体框架
• 5.2 界面客户端设计与实现
• 5.2.1 界面窗体主程序模块
• 5.2.2 与客户端守护进程通信模块
• 5.3 软件运行及其分析
• 第6章 总结与展望
• 6.1 论文总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 在校期间公开发表论文及著作情况