P2P網(wǎng)絡可用性增強技術(shù)研究.pdf

1、P2P(Peer-to-Peer)網(wǎng)絡已經(jīng)成為Internet上最流行的應用，但是節(jié)點的自私行為和物理網(wǎng)絡因素制約了P2P網(wǎng)絡的進一步發(fā)展。本文以提高P2P網(wǎng)絡可用性為目標，在應用模式方面應用機制設(shè)計理論設(shè)計激勵機制促進節(jié)點合作，在P2P網(wǎng)絡基礎(chǔ)架構(gòu)方面設(shè)計容錯、非對稱的DHT方法提高結(jié)構(gòu)化P2P網(wǎng)絡對動態(tài)、異構(gòu)網(wǎng)絡環(huán)境的適應性，具體如下： ①針對P2P網(wǎng)絡用戶的自私行為導致P2P流媒體網(wǎng)絡可用性下降的問題，提出一種成本共享流模

2、型CSII(Cost-Sharing-Streaming)。CSII使用一種分簇的拓撲結(jié)構(gòu)：在簇內(nèi)，簇首節(jié)點使用資源定價機制激勵節(jié)點貢獻帶寬資源，在簇間，執(zhí)行拓撲優(yōu)化的分簇算法。資源定價機制具有激勵相容性，可以激勵節(jié)點披露真實的鏈路成本信息，這保證了拓撲優(yōu)化算法的有效性。仿真實驗結(jié)果表明：CSII可以補償節(jié)點的流量成本、激勵節(jié)點貢獻帶寬資源、增加節(jié)點之間的合作、優(yōu)化網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)、降低網(wǎng)絡整體成本和每個節(jié)點的分攤成本。 ②針對客戶

3、節(jié)點的動態(tài)性和自私性導致混合結(jié)構(gòu)流媒體網(wǎng)絡的資源穩(wěn)定性下降的問題，提出一種激勵機制。Internet內(nèi)容提供商(ICP)作為這種激勵機制的組織者承擔組織成本，但是能夠通過客戶節(jié)點提供的上傳帶寬資源擴大服務規(guī)模并獲得更高的凈收益。針對帶寬資源緊張的情況下激勵機制產(chǎn)生的組織成本增加、客戶節(jié)點成本增加的問題，分析混合結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡容量增長模式和激勵機制之間的相互關(guān)系，得到影響激勵相容性的臨界容量和臨界服務強度等參數(shù)的計算方法。理論分析和實驗結(jié)果表明

4、，客戶節(jié)點通過貢獻資源、降低動態(tài)性可以獲得更高的凈收益，而ICP也可以少量的機制組織成本獲得更好的“成本-收益”關(guān)系。 ③針對已有DHT(DistributedHashTable)方法在實際Internet環(huán)境中面臨的可用性問題，提出一種能夠更好地適應動態(tài)、異構(gòu)的網(wǎng)絡環(huán)境的A-DHT方法。A-DHT方法基于非對稱的Hyper-deBruijn圖構(gòu)建，它在圖結(jié)構(gòu)上的非對稱性和Internet節(jié)點的異構(gòu)性相適應：A-DHT根據(jù)帶寬和

5、計算能力等可用資源差異把所有節(jié)點分成胖節(jié)點和瘦節(jié)點兩類；胖節(jié)點具有更高的帶寬和出/入度，形成快速轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡并承擔更多的消息轉(zhuǎn)發(fā)任務；瘦節(jié)點以較少的出/入度維護和胖節(jié)點之間的鏈路以及瘦節(jié)點之間的冗余鏈路。相對于已有的基于規(guī)則圖的DHT方法，A-DHT利用胖節(jié)點之間的快速網(wǎng)絡能在輕載荷的網(wǎng)絡條件下實現(xiàn)更優(yōu)的“節(jié)點度數(shù)-網(wǎng)絡直徑”折衷關(guān)系。相對于基于字母表的常數(shù)度DHT方法，A-DHT中瘦節(jié)點的冗余鏈路提供了更多的容錯路由，提高了容錯性。論文還