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Peer-to-Peer文件共享系统中的路由定位机制研究

作　者: 金海荣
导　师: 李善平
学　校: 浙江大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 文件共享系统定位机制路由策略文件资源文件系统定位策略总体拥有成本 policy 系统可扩展性资源共享
分类号: TP393
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 125次
引　用: 5次
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内容摘要

近年来，随着互联网的快速发展和普及，在广大网络用户中兴起了一类颠覆传统的新型应用，即Peer-to-Peer结构的文件共享应用。这类应用以文件资源共享为目的，为用户提供简便的文件交换服务。Peer-to-Peer文件共享系统最早出现于1999年，在五年之后的今天比较著名的相关系统已经有四十多个，还有众多的这些著名系统的变种和未知名的系统。有多个Peer-to-Peer文件共享系统已经各自拥有数以百万计的用户，它们都聚集了海量的文件资源，成为了互联网上资源共享的一种重要形式。 Peer-to-Peer结构的文件共享系统是与传统的Client／Server结构的分布式文件系统相对立的，是分布式文件系统的一个分支。Peer-to-Peer文件系统最大的特点是使用起来灵活自由、总体拥有成本低廉、资源总量巨大，因此吸引了大量的用户，在现实世界中被广泛地应用。而且这一新兴事物还在不断的发展中，其用户数量仍在继续增长中，应用前景看好。鉴于此，Peer-to-Peer文件共享系统已经引起了众多研究者的注意，成为一个重要的研究方向。在Peer-to-Peer文件共享系统方向上目前有多个内容值得研究，包括分布资源管理(resource management)、分散性(decentralization)、自组织性(self-organization)、资源的查找定位策略(locating policy)、节点之间的路由策略(routing policy)、系统可扩展性(scalability)、可靠性(robust)、可用性(availability)、匿名性(anonymity)、安全性(security)等。其中文件资源的定位和路由是系统的核心问题，影响到系统的其它方面。一个高效的路由定位机制对于一个成功的Peer-to-Peer系统而言是必需的。本文研究了文件共享系统中的路由定位(Locating & Routing)机制。本文结合具体的实例系统Napster、Gnutella和Freenet，对centralized directory model、flooded requests model、document routing model这三种经典的路由定位模型进行了研究，分析了这三种模型的工作机制，总结了它们的得失。在此基础上，本文针对三者中相对较优的document routing model做了更深入的研究，对document routing model在Freenet系统中的应用做了深入分析，指出了Freenet耗费空间过多和无选择下载的缺陷。本文提出了一种基于资源位置提示的定位策略，即Hint-Based Locating & Routing Mechanism for Peer-to-Peer File Sharing Systems(以下简写为HBLR)。使用HBLR可以比Freenet中的路由定位机制节省节点存储空间，还能够提供选择文件下载位置的机会，减少文件服务的时间。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-5
目录  5-8
第一章绪论  8-11
  1.1 本文的动机  8-9
  1.2 目标  9-10
  1.3 本文的内容组织  10-11
第二章 Peer-to-Peer文件共享系统  11-26
  2.1 Peer-to-Peer文件共享系统的历史与现状  11-15
    2.1.1 最早的Peer-to-Peer文件共享系统  11-12
    2.1.2 有趣的社会学基础  12-14
    2.1.3 应用现状  14-15
  2.2 Peer-to-Peer文件共享系统特性  15-22
    2.2.1 分散性  17
    2.2.2 自组织性  17-18
    2.2.3 匿名性  18-19
    2.2.4 可扩展性  19
    2.2.5 性能  19-20
    2.2.6 拥有成本  20
    2.2.7 安全性  20-21
    2.2.8 失效恢复和容错性  21
    2.2.9 透明性和易用性  21-22
  2.3 经典系统实例  22-26
    2.3.1 Napster  22
    2.3.2 Gnutella  22-23
    2.3.3 Freenet  23-24
    2.3.4 KaZaA  24
    2.3.5 Morpheus  24-26
第三章 Peer-to-Peer文件共享系统的路由定位机制  26-32
  3.1 路由定位机制  26-27
  3.2 三种重要的基础模型  27-29
    3.2.1 Centralized Directory Model  27-28
    3.2.2 Flooded RequestsModel  28
    3.2.3 Document Routing Model  28-29
  3.3 对三种模型的分析  29-32
第四章 HBLR的设计  32-57
  4.1 HBLR的设计思想  32-38
    4.1.1 节省空间的机制  32-35
    4.1.2 节省服务时间和网络带宽的机制  35-38
  4.2 基本设计  38-51
    4.2.1 命名机制  38
    4.2.2 基本数据结构  38-41
      4.2.2.1 Routing Table  38-39
      4.2.2.2 Hint Table  39-41
    4.2.3 文件服务  41-48
      4.2.3.1 提出文件服务请求  41-42
      4.2.3.2 请求消息的路由与搜索  42-44
      4.2.3.3 传输文件位置提示信息  44-45
      4.2.3.4 选择下载点与下载文件  45-46
      4.2.3.5 hint table信息的更新  46
      4.2.3.6 小结  46-48
    4.2.4 文件发布  48-51
      4.2.4.1 发布信息的准备  48-49
      4.2.4.2 文件ID冲突探测  49-50
      4.2.4.3 信息发布  50
      4.2.4.4 小结  50-51
  4.3 对HBLR的加强  51-57
    4.3.1 Hint对HBLR的不利影响  52
    4.3.2 增强HBLR的性能  52-56
      4.3.2.1 可靠的hint和Master-Copy  53-54
      4.3.2.2 Master-Copy的转移  54-55
      4.3.2.3 文件存在的预探测  55-56
    4.3.3 小结  56-57
第五章 HBLR的测试、分析与评估  57-66
  5.1 测试目标  57
  5.2 测试环境  57-58
  5.3 测试过程  58-60
    5.3.1 建立模拟环境  58-60
      5.3.1.1 建立模拟网络的拓扑结构  58-59
      5.3.1.2 建立初始状态  59
      5.3.1.3 模拟发布文件  59-60
    5.3.2 模拟文件服务过程  60
  5.4 分析与评估  60-66
    5.4.1 文件请求的成功率  60-62
    5.4.2 节点存储空间使用状况  62-63
    5.4.3 文件传输的平均距离  63-64
    5.4.4 文件服务的平均时间  64-65
    5.4.5 小结  65-66
第六章总结与展望  66-68
  6.1 本文的主要贡献  66-67
  6.2 本文的不足  67
  6.3 展望  67-68
参考文献  68-71
附录一研究者资源  71-75
  Ⅰ 基础资源  71
  Ⅱ 部分著名Peer-to-Peer文件共享系统的主页  71-73
  Ⅲ Peer-to-Peer相关的部分国际会议  73-74
  Ⅳ 其它相关资料  74-75
附录二本人在攻读硕士学位阶段的主要工作  75-76
  Ⅰ 科研与开发工作  75
  Ⅱ 论文及其它成果  75-76
致谢  76

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