基于網(wǎng)絡(luò)編碼的P2P內(nèi)容分發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、P2P技術(shù)把互聯(lián)網(wǎng)上大量的計(jì)算機(jī)組織起來，參與者通過共享各自的CPU、存儲(chǔ)以及帶寬等資源，使得整個(gè)P2P網(wǎng)絡(luò)的資源和服務(wù)能力隨著參與者的加入而不斷增大。如今，以Bittorrent為代表的P2P內(nèi)容分發(fā)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)大文件在互聯(lián)網(wǎng)上高效分發(fā)。但是傳統(tǒng)的類似于Bittorrent的P2P內(nèi)容分發(fā)系統(tǒng)仍然存在一些諸如對(duì)種子節(jié)點(diǎn)依賴性太強(qiáng)、資源分布不均勻以及網(wǎng)絡(luò)資源利用率不高等問題。
　　 網(wǎng)絡(luò)編碼是近年來信息傳輸領(lǐng)域最具創(chuàng)新的技術(shù)之一

2、。在應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)編碼的通信系統(tǒng)中，中間節(jié)點(diǎn)不再只是扮演數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器的角色，而是將收到的數(shù)據(jù)經(jīng)過編碼后再轉(zhuǎn)發(fā)，目的節(jié)點(diǎn)通過解碼恢復(fù)原始數(shù)據(jù)。最近的研究表明，將網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)應(yīng)用到P2P內(nèi)容分發(fā)系統(tǒng)中，可以避免復(fù)雜低效的內(nèi)容協(xié)商并且能夠保證系統(tǒng)資源分布均勻和文件高效分發(fā)。本文的主要工作如下:
　　 1)研究線性網(wǎng)絡(luò)編碼的構(gòu)造原理和隨機(jī)線性網(wǎng)絡(luò)編碼算法，重點(diǎn)分析基于網(wǎng)絡(luò)編碼的P2P內(nèi)容分發(fā)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)，包括以微軟開發(fā)的Avalanche系統(tǒng)

3、為例的完全編碼和一種可以改善編碼效率的稀疏編碼算法。
　　 2)研究Bittorrent協(xié)議，在Bittorrent協(xié)議中集成網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)基于網(wǎng)絡(luò)編碼的P2P內(nèi)容分發(fā)系統(tǒng)。通過對(duì)Bittorrent協(xié)議進(jìn)行修改，提出四個(gè)關(guān)鍵設(shè)計(jì):線性相關(guān)檢測、位圖設(shè)計(jì)、Interest機(jī)制和Piece選擇機(jī)制。
　　 3)借助于開源軟件EnhancedCTorrent，利用C++實(shí)現(xiàn)了基于網(wǎng)絡(luò)編碼的P2P文件共享客戶端(NCT

4、orrent)。
　　 4)本文最后對(duì)NCTorrent進(jìn)行了系統(tǒng)測試和性能分析，同時(shí)得出結(jié)論:第一，應(yīng)用稀疏編碼后編碼效率比較可觀且能夠滿足系統(tǒng)需求，但解碼效率相對(duì)較低，對(duì)系統(tǒng)性能會(huì)造成一定影響。第二，文件分發(fā)效率與文件劃分密切相關(guān)并且在小規(guī)模網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)絡(luò)編碼的優(yōu)勢并不明顯。第三，在擁有大量節(jié)點(diǎn)的文件分發(fā)系統(tǒng)中，與Bittorrent相比，NCTorrent系統(tǒng)吞吐量更高、對(duì)動(dòng)態(tài)節(jié)點(diǎn)更具彈性、下載成功率更高，從而實(shí)現(xiàn)了更高的文件