结构化P2P网络路由机制的研究

论文摘要

随着Internet的飞速发展,网络带宽的成倍增加以及计算机计算能力的大大提高,对等网络技术(P2P)迅速成为计算机领域内的热门课题。基于分布式哈希表(DHT)的结构化P2P网络为非中心化存储和内容发布等大规模分布式应用提供了可扩展的、健壮的资源定位和路由服务。结构化P2P网络的路由机制决定了它的查询效率和网络应用。本文首先介绍P2P网络技术的现状和研究热点。在介绍了DHT技术后,对几种典型的结构化P2P网络进行了分析比较。在给出了节点能力计算公式后,按照所提出的超级节点选择机制对结构化P2P网络进行层次化。通过对小世界理论的分析,提出了双向路由的路由算法。通过对Chord协议进行改进,设计实现了层次化双向路由的路由算法的HChord网络模型。详细阐述HChord网络的生成过程、节点路由表结构、查询机制。并给出了HChord网络模型中的簇的维护管理方法,讨论了簇分裂和簇合并过程中网络的维护。最后用C#语言实现了HChord网络模型的模拟仿真,并详细给出了模型实现过程中各个实体的设计和代码实现。对层次化双向路由的路由算法进行模拟,通过与Chord协议试验数据的比较分析,表明采用双向路由的层次化的HChord协议,具有更高的路由和查询效率,同时减少了维护路由表所需的系统开销。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的研究背景
• 1.2 P2P网络技术研究现状
• 1.2.1 P2P网络的优点
• 1.2.2 P2P网络的应用领域
• 1.2.3 P2P网络的研究趋势
• 1.3 本文的构思及主要工作
• 1.4 本文的内容及组织结构
• 第2章 基于分布式哈希表的结构化P2P网络
• 2.1 P2P网络的分类
• 2.2 结构化P2P网络的基础DHT技术
• 2.3 典型的结构化P2P网络
• 2.3.1 Chord
• 2.3.2 CAN
• 2.3.3 Tapestry
• 2.3.4 Pastry
• 2.2.5 Kademlia
• 2.4 典型的结构化P2P网络的比较
• 2.5 本章小结
• 第3章 层次化双向路由的路由机制
• 3.1 层次化路由
• 3.1.1 层次化路由的基础
• 3.1.2 层次化路由机制
• 3.1.3 层次化路由的优点
• 3.2 双向路由
• 3.2.1 双向路由的基础
• 3.2.2 双向路由机制
• 3.2.3 双向路由的优点
• 3.3 本章小结
• 第4章 HChord网络模型
• 4.1 HChord网络的生成
• 4.1.1 HChord网络结构
• 4.1.2 节点路由表的构成
• 4.1.3 层次化的查询机制
• 4.2 簇的维护管理
• 4.2.1 节点的加入退出
• 4.2.2 簇的稳定性维护
• 4.3 簇分裂与簇合并
• 4.3.1 簇分裂
• 4.3.2 簇合并
• 4.4 本章小结
• 第5章 HChord模型实现及对比试验
• 5.1 HChord模型设计
• 5.2 HChord模型的主要功能模块
• 5.2.1 NetworkLayer层的设计与实现
• 5.2.2 OverlayLayer层的设计与实现
• 5.2.3 CentreClock层的设计与实现
• 5.2.4 CommandLine层的设计与实现
• 5.3 Overlaylayer层各实体的设计
• 5.3.1 节点Node的设计
• 5.3.2 超级节点SuperNode的设计
• 5.3.3 路由表Table的设计
• 5.3.4 关键字Key的设计
• 5.3.5 路由消息Message的设计
• 5.4 OverlayLayer各实体的实现
• 5.4.1 节点Node的实现
• 5.4.2 超级节点SuperNode的实现
• 5.4.3 路由表Table的实现
• 5.4.4 关键字Key的实现
• 5.4.5 路由消息Message的实现
• 5.5 对比试验结果分析
• 5.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢