對等網(wǎng)絡(luò)Kademlia協(xié)議的改進研究.pdf

1、隨著網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的逐步深入，日常生活中的各種資源信息與網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系日益密切，人們對資源共享和資源交換的需求越來越廣，快速而有效地交換和共享資源成為人們迫切需要解決的問題之一。對等網(wǎng)絡(luò)（Peer-to-Peer，P2P）技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展，對解決該問題具有積極的意義。Kademlia協(xié)議是一種基于P2P網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用層協(xié)議，已在全球范圍內(nèi)被廣泛應(yīng)用。現(xiàn)在最流行的文件共享與下載系統(tǒng)eMule和BitTorrent都是基于Kademlia協(xié)議的。針對Ka

2、demlia協(xié)議進行的研究與改進，對增強網(wǎng)絡(luò)的魯棒性和抗干擾能力，減少資源查找時間和網(wǎng)絡(luò)開銷，提高網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點間的傳輸效率，減輕網(wǎng)絡(luò)負載，改進網(wǎng)絡(luò)總體性能具有積極的作用。
　　本文在深入研究Kademlia協(xié)議的基礎(chǔ)上，通過對多種基于Kademlia協(xié)議的改進協(xié)議進行分析，構(gòu)建了一個基于Kademlia協(xié)議的改進協(xié)議Kad-D，并實現(xiàn)了Kad-D協(xié)議與Kademlia協(xié)議的兼容。Kad-D協(xié)議中節(jié)點需要統(tǒng)計路由過程中傳遞的消息量，通

3、過對消息量的分析，得到當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)運行環(huán)境的狀況，從而可以依據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀況調(diào)整網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點傳輸?shù)南⒘?，?yōu)化當(dāng)前路由查詢的復(fù)雜度與路由時延，并利用PeerSim模擬器進行了仿真實驗。實驗結(jié)果表明，Kad-D協(xié)議在路由復(fù)雜度、查詢時延、消息數(shù)量等方面都優(yōu)于Kademlia協(xié)議。
　　隨著對Kademlia協(xié)議的深入研究，在基于Kad-D協(xié)議的基礎(chǔ)上構(gòu)建了一個查詢復(fù)雜度只有的單跳協(xié)議OneKad。OneKad能夠?qū)崟r高效地在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點間傳遞整個網(wǎng)

4、絡(luò)的路由信息，并減少資源查詢時的路由復(fù)雜度。它的路由表結(jié)構(gòu)類似Chord環(huán)，并采用哈希隊列實現(xiàn)環(huán)狀路由表，保證了節(jié)點在進行內(nèi)部路由查詢時的高效性。OneKad協(xié)議計算節(jié)點間的距離的方式與Kademlia相似，并且繼承了Kademlia路由簡單的思想。在路由維護時，節(jié)點收到路由更新消息，并判斷網(wǎng)絡(luò)狀況，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀況調(diào)節(jié)遞歸路由更新與迭代路由更新的方式，從而縮短路由長度與時延。通過對OneKad協(xié)議進行仿真實驗和對實驗結(jié)果的分析，可以得出：