基于IOCP結(jié)構(gòu)的P2P節(jié)點(diǎn)選擇與分割混合模型的研究.pdf

1、P2P網(wǎng)絡(luò)是目前研究最熱門的技術(shù)之一，對(duì)于推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展起了重要作用。相比于C/S架構(gòu)其擴(kuò)展性、容錯(cuò)性、系統(tǒng)性能都有顯著提高。每個(gè)節(jié)點(diǎn)既作為服務(wù)器也作為客戶端，作為服務(wù)器向其它節(jié)點(diǎn)提供資源服務(wù)，作為客戶端向其它節(jié)點(diǎn)索取資源，更加方便了資源在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行共享。目前，P2P技術(shù)在資源共享、數(shù)據(jù)通信、分布式計(jì)算、云計(jì)算等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，其應(yīng)用價(jià)值被不斷的挖掘出來。因此，P2P技術(shù)蘊(yùn)藏廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景，對(duì)社會(huì)的發(fā)展具有重要作用。
　　

2、P2P網(wǎng)絡(luò)主要存在著兩類節(jié)點(diǎn)，一類節(jié)點(diǎn)是不但在線時(shí)間長而且能力強(qiáng)，一類節(jié)點(diǎn)是在線時(shí)間短而且能力還比較弱。在對(duì)等網(wǎng)絡(luò)中，選取性能好的節(jié)點(diǎn)（超級(jí)節(jié)點(diǎn)）構(gòu)成超級(jí)節(jié)點(diǎn)層，性能差的節(jié)點(diǎn)（普通節(jié)點(diǎn)）構(gòu)成普通節(jié)點(diǎn)層，普通節(jié)點(diǎn)由超級(jí)節(jié)點(diǎn)來管理與維護(hù);而普通節(jié)點(diǎn)的查詢操作也交給超級(jí)節(jié)點(diǎn)來完成，鑒于此，系統(tǒng)大大的減少了參加查詢操作的節(jié)點(diǎn)，減輕了網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)，提高了系統(tǒng)性能。因此，超級(jí)節(jié)點(diǎn)數(shù)量和穩(wěn)定性是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)性能的關(guān)鍵因素之一。
　　超級(jí)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)

3、勢(shì)在于降低了路由節(jié)點(diǎn)數(shù)，從而提升系統(tǒng)性能，但隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的增大，目前兩層超級(jí)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不僅無法減少路由節(jié)點(diǎn)數(shù)，而且還存在拓?fù)錁?gòu)造與維護(hù)等問題。面對(duì)上述問題，該論文做了以下三點(diǎn)研究:
　　(1)考慮到P2P節(jié)點(diǎn)作為服務(wù)器時(shí)，節(jié)點(diǎn)可能隨時(shí)面臨大量的連接請(qǐng)求，且對(duì)其服務(wù)程序的各方面能力提出了較高的要求。本文對(duì)Windows平臺(tái)所提供的完成端口模型做了深入研究，對(duì)并發(fā)IOIRP請(qǐng)求的跟蹤、函數(shù)的逆向分析，分析并找到IOCP高性能的3個(gè)關(guān)

4、鍵原因。研究獲得IOCP在傳統(tǒng)IO請(qǐng)求的基礎(chǔ)上增加處理線程池棧式結(jié)構(gòu)處理，降低線程切換概率;資源處理上利用“預(yù)分配”方法;IO數(shù)據(jù)緩存區(qū)大量采用內(nèi)核內(nèi)存映射方法。實(shí)驗(yàn)表明，運(yùn)用好這3項(xiàng)技術(shù)，能夠大大提高網(wǎng)絡(luò)通信效率。
　　(2)提出了自組織多級(jí)超級(jí)節(jié)點(diǎn)拓?fù)錁?gòu)造方法。其特點(diǎn)是隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的增大，系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)超級(jí)節(jié)點(diǎn)層次進(jìn)行調(diào)整與負(fù)載轉(zhuǎn)移。同時(shí)，我們給出一種新的超級(jí)節(jié)點(diǎn)選擇算法，對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行全方面綜合的評(píng)價(jià)與選擇，降低惡意節(jié)點(diǎn)成為超級(jí)節(jié)點(diǎn)

5、的可能性，提升拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的安全與穩(wěn)定。根據(jù)節(jié)點(diǎn)加入與退出算法，降低網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建與修復(fù)時(shí)間。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:與現(xiàn)有超級(jí)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)模型對(duì)比，能夠明顯的降低系統(tǒng)負(fù)載，拓?fù)錁?gòu)造與修復(fù)成本。
　　(3)以IOCP網(wǎng)絡(luò)模型為底層通信基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)了一個(gè)高效的底層通信框架，在框架中運(yùn)用線程池、緩沖區(qū)等系統(tǒng)性能優(yōu)化技術(shù)，為上層應(yīng)用屏蔽底層通信細(xì)節(jié)，開發(fā)者只需繼承和實(shí)現(xiàn)相關(guān)的接口或者方法就可以進(jìn)行應(yīng)用開發(fā)，從而來降低開發(fā)周期。在底層通信框架的基礎(chǔ)上，對(duì)自組織P2