基于分布式De Brujin圖的P2P覆蓋網設計與分析.pdf

1、對等網絡(Peer—to—Peer Networks，簡稱P2P網絡)是采用對等模式工作的計算機網絡，是分布式系統(tǒng)與計算機網絡相結合的產物．目前，P2P網絡已經被廣泛應用于Internet環(huán)境下的文件共享中．在P2P網絡中的每個結點在功能上是平等的，在行為上是自由的，在連接上是互聯的，打破了傳統(tǒng)的客戶/服務器模式，讓一切網絡結點享有平等、自由、互聯的功能，不再有客戶、服務器之分，任何兩個網絡結點之間都能共享文件、傳遞信息．因此，它能夠極

2、大程度地提高網絡效率、充分利用網絡帶寬、開發(fā)了每個網絡結點的潛力，具有非常高的擴展性和容錯性．這使得P2P技術迅速發(fā)展成為計算機網絡的一項重要技術，在應用領域和學術界獲得了廣泛的重視．由于它占據了當前Internet超過一半的帶寬資源，被認為是“改變Internet的新一代網絡技術”． P2P網絡高效的一個重要原因是它在網絡應用層上構建了一個有嚴格拓撲結構的覆蓋網絡．從設計思想和體系結構來看，P2P覆蓋網絡的研究可分為結構化和

3、非結構化兩種，它們有各自的優(yōu)缺點．本論文的研究是基于結構化P2P覆蓋網絡，結構化P2P覆蓋網絡是基于分布式哈希表(DHT)來準確、快速地路由信息和定位數據對象．針對結構化P2P網絡拓撲的研究發(fā)現，構造的P2P系統(tǒng)性能在很大程度上與該P2P系統(tǒng)底層所依據的靜態(tài)圖的性質有關，因此在學術界對于結構化P2P網絡的研究，可根據底層所依據的靜態(tài)圖形不同，分為常數度DHT和非常數度DHT．近年來，對于常數度DHT的研究已經引起了學術界的高度重視，尤其

4、是對于平均路由長度與路由表規(guī)模的折衷方面的研究．常數度DHT通常是基于一定的常數度靜態(tài)圖來構造的，例如：CAN是基于d—維環(huán)面的；Viceroy是基于蝶形圖；D2B和Koorde都是依賴于De Brujin有向圖的；FissonE和Moore都是建立在靜態(tài)Kautz圖上的．這些基于常數度靜態(tài)圖構造的P2P系統(tǒng)，其性能不僅在某些方面優(yōu)于非常數度P2P系統(tǒng)，而且在很大程度上與其所依賴的靜態(tài)圖的性質有關，因此從圖論的角度來研究P2P系統(tǒng)成為一

5、種行之有效的方法． 本論文首先從圖論的角度入手研究P2P系統(tǒng)，提出了另一種常數度結構化的P2P覆蓋網絡協(xié)議，它是基于De Brujin有向圖的．此系統(tǒng)首先對De Brujin有向圖進行修改，然后把分布式線圖技術應用于修改后的De Brujin有向圖，而得到的一種新的P2P協(xié)議—DDBG(Distributed De Brujin Graph)協(xié)議．該協(xié)議融合了De Brujin有向圖和環(huán)的優(yōu)點，使得結點的動態(tài)加入和離開過程更加方

6、便，提高了網絡的容錯性和自由度，具有很高的可用性．其次從圖論與系統(tǒng)拓撲相結合的角度，針對現有的結構化P2P系統(tǒng)和本論文構造的P2P系統(tǒng)，提出了一種基于圖論的結構化P2P系統(tǒng)理論分析的通用框架，使圖的性質與P2P系統(tǒng)的性能更加合理地聯系在一起，為以后構造結構化P2P系統(tǒng)提供了有利的理論指導． 本文共分為五章． 第一章簡要介紹了P2P網絡、P2P網絡的發(fā)展及現狀，P2P網絡的核心機制與增強機制，及論文的研究內容等．