一種基于物理拓撲結構的結構化P2P路由算法M-CRP-CAN的設計與研究.pdf

1、隨著P2P系統(tǒng)的不斷發(fā)展與廣泛的應用，P2P系統(tǒng)所占用的網(wǎng)絡資源與流量已經(jīng)成為互聯(lián)網(wǎng)整體資源與流量中最大的組成部分，并且該部分的比例也在不斷擴大。由于P2P系統(tǒng)組網(wǎng)方式的物理位置無關性以及節(jié)點選擇時的隨機性和任意性，造成了大量的跨網(wǎng)間通訊（如跨ISP、AS等）。此種頻繁任意的跨越式的網(wǎng)絡交互方式給下層物理網(wǎng)絡帶來了巨大的壓力，由此造成了不必要的底層物理資源的過度浪費。究其原因還是P2P組網(wǎng)機制及其路由機制缺乏對底層物理網(wǎng)絡拓撲結構的感知

2、。由此產(chǎn)生了諸如頻繁跨越ISP的情況。在2008年ICDCS（Conference on Distributed Computing Systems)和sigcomm 會議中，David R.Choffnes和他的團隊先后提出了針對諸如P2P的分布系統(tǒng)的節(jié)點相對位置判斷與測量方案：CDN based Relative network Positioning 簡稱為CRP。
　　 其核心思想是：利用CDN 網(wǎng)絡的現(xiàn)有架構，低損耗的

3、通過回收、記錄和分析分布式系統(tǒng)中節(jié)點與CDN 網(wǎng)絡的交互信息來定位節(jié)點的相對位置，進而以其特有的度量標準來測量節(jié)點之間的距離。由于充分利用了已有的CDN 網(wǎng)絡架構，此種定位測量方案以網(wǎng)絡資源的消耗少、輕量級、且定位測距結果優(yōu)良而著稱。能夠更有效的利用網(wǎng)絡資源，提升諸如P2P系統(tǒng)等分布式系統(tǒng)的應用性能。
　　 本文針對現(xiàn)有結構化P2P路由算法所存在的對底層物理拓撲結構感知能力差的缺點。首先，針對P2P系統(tǒng)的特性，在傳統(tǒng)CRP 技術

4、的基礎之上提出了性能更為優(yōu)異且更加適合P2P系統(tǒng)的多級別的CRP 定位與測距技術，本文稱之為M-CRP 技術，該技術以分級的形式分別從定位速度、定位精度兩方面對傳統(tǒng)的CRP 技術進行改進，使得P2P系統(tǒng)中的節(jié)點對物理拓撲結構的感知能力大大增強。其次，本文以M-CRP 為基礎，采用CAN 協(xié)議，提出了一種新的P2P 網(wǎng)絡路由算法——M-CRP-CAN路由算法。該算法以M-CRP 技術為主要技術支持，在傳統(tǒng)CAN協(xié)議的基礎上進行改進，使得M

5、-CRP-CAN在組網(wǎng)、路由、自適應等機制都有較強的對底層物理拓撲結構的感知性：使得組網(wǎng)時在物理上相近的節(jié)點會處于邏輯上相鄰的位置；相應的路由機制也對物理拓撲結構給予充分考慮，優(yōu)先考慮物理臨近且通信成本較低的節(jié)點；不斷的自適應機制使得M-CRP-CAN能夠隨著網(wǎng)絡狀態(tài)的不斷變化不斷作出調整。在NS2 網(wǎng)絡模擬平臺上，分別對M-CRP 算法與M-CRP-CAN 算法進行仿真分析。實驗表明M-CRP 算法在定位速率與定位精度上較之傳統(tǒng)CRP