對等網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)位置的局部化策略研究.pdf

1、在對等網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)不僅從其它節(jié)點(diǎn)處下載數(shù)據(jù)，同時(shí)也利用自己的上傳帶寬給其它節(jié)點(diǎn)上傳數(shù)據(jù)。由于各節(jié)點(diǎn)在地理分布和互聯(lián)網(wǎng)拓?fù)浞植忌隙季哂泻艽蟮牟町愋?，這就導(dǎo)致對等網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商ISP（Internet ServiceProvider）邊界處產(chǎn)生大量跨ISP邊界數(shù)據(jù)流量。這種跨ISP邊界的數(shù)據(jù)流量會大量增加含有活躍對等網(wǎng)絡(luò)用戶的ISP的網(wǎng)絡(luò)維護(hù)費(fèi)用。
　　 利用PlanetLab平臺，可以構(gòu)造一張包含各Planet

2、lab節(jié)點(diǎn)的自治系統(tǒng)級互聯(lián)網(wǎng)地圖。這張地圖包含所有PlanetLab節(jié)點(diǎn)對間的端到端的自治系統(tǒng)級路徑，以及這條路徑上相鄰的自治系統(tǒng)的關(guān)系。利用這張互聯(lián)網(wǎng)地圖，可以對CS計(jì)算方式和一些對等網(wǎng)絡(luò)計(jì)算方式進(jìn)行評估。被評估的對等網(wǎng)絡(luò)計(jì)算方式包括傳統(tǒng)的沒有考慮節(jié)點(diǎn)位置局部性的計(jì)算方式和以最小化數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖灾蜗到y(tǒng)跳數(shù)和最大化所在自治系統(tǒng)收入為目的的計(jì)算方式。仿真結(jié)果表明：(1)以最小化數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖灾蜗到y(tǒng)跳數(shù)為目的的對等網(wǎng)絡(luò)計(jì)算方式相對于已有的對等網(wǎng)

3、絡(luò)計(jì)算方式可以很大程度減輕互聯(lián)網(wǎng)的負(fù)擔(dān)，并且能較好的平衡各自治系統(tǒng)的收支情況。(2)以最大化所在自治系統(tǒng)收入為目的的對等網(wǎng)絡(luò)計(jì)算方式是不必要的。(3)有必要在對等網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用保障節(jié)點(diǎn)的公平性和優(yōu)化自治系統(tǒng)相關(guān)性能間進(jìn)行權(quán)衡。
　　 可以在三個(gè)層次上利用節(jié)點(diǎn)位置的局部性。對應(yīng)的三種可行的局部化策略分別是“tracker locality”（鄰居選擇）、“choker locality”（choke和unchoke）和“pickerlo

4、cality”（數(shù)據(jù)塊選擇）。通過基于H-sphere模型的理論分析，可以分別得出三種策略下的數(shù)據(jù)平均傳輸距離和系統(tǒng)效率的解析表達(dá)式。每種策略的分析都包括文件下載和視頻流直播兩種應(yīng)用情景。所有分析結(jié)果都通過了廣泛的仿真實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證。
　　 分析結(jié)果表明：(1)當(dāng)類BitTorrent系統(tǒng)進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)后（Steady State）后，三種局部化策略都可以獲得同傳統(tǒng)BitTorrent系統(tǒng)一樣的系統(tǒng)效率。(2)三種局部化策略都可以顯著

5、的降低網(wǎng)絡(luò)負(fù)載。(3)各策略各有所長，分別在不同的情況下具有最好的效果。
　　 基于Web的利用節(jié)點(diǎn)位置局部性的對等網(wǎng)絡(luò)視頻點(diǎn)播系統(tǒng)BitTube的設(shè)計(jì)思想是盡可能少的改變已有的基于Web的視頻點(diǎn)播系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和用戶的使用方式。BitTube包含了一系列考慮或不考慮節(jié)點(diǎn)位置局部性的數(shù)據(jù)塊選擇策略，并且支持HTTP和對等網(wǎng)絡(luò)方式下載的無縫結(jié)合。通過觀察BitTube系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)塊粒度的下載行為，可以計(jì)算出BitTube系統(tǒng)在各數(shù)

6、據(jù)塊選擇策略下相對于傳統(tǒng)CS方式的服務(wù)器負(fù)載減少量，并且可以分別給出BitTube在各數(shù)據(jù)塊選擇策略下的各種設(shè)計(jì)目標(biāo)的關(guān)系。
　　 利用BitTube系統(tǒng)框架，通過在3:9:1版本的BitTorrent源代碼中加入視頻流直播和三種局部化功能，可以在文件下載和視頻流直播應(yīng)用情景下對這三種局部化策略在PlanetLab平臺上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果不僅表明所提出的三種局部化策略可以很大程度上減輕互聯(lián)網(wǎng)的負(fù)擔(dān)同時(shí)降低文件下載所需的時(shí)間，