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P2P网络中资源搜索算法的研究

作　者: 徐玉
导　师: 程春玲
学　校: 南京邮电大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: P2P网络资源搜索 Chord IPv6 树环网 Gnutella2
分类号: TP393.02
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 51次
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内容摘要

近年来,P2P网络(Peer-to-Peer Networks,对等网络)技术飞速发展,它被视为21世纪计算机发展的热点技术之一。目前,对等网络技术已经广泛应用于科学计算系统、即时消息传递系统和文件共享系统等领域,P2P在这些领域中的运用都离不开资源搜索问题,因此资源搜索问题是P2P发展和应用的关键问题。在P2P网络中,节点可以自由地加入或退出,资源分散地分布在网络中的节点上,每个节点既可以向其他节点发出资源请求,从其他节点获得资源,也可以接收其他节点发来的请求,为其它节点提供资源,这使P2P网络资源处于不断的动态变化之中,增加了P2P搜索技术的难度,因此,有必要对P2P搜索技术进行研究,以便更准确、更高效地进行资源搜索。本文主要通过分析P2P网络特性和现有的P2P网络资源搜索算法,提出了适用于全分布式结构化的P2P网络资源搜索模型TRChord(Tree Ring Chord)和半分布式非结构化的P2P网络资源搜索算法NPS(Nodes’Popularity Search),主要工作为:(1)总结了P2P网络的特征、拓扑结构、应用和研究现状,针对典型的网络拓扑结构阐述了现有的P2P网络资源搜索算法。(2)在结构化P2P网络中,提出了基于IPv6和树环网的资源搜索模型TRChord。为适应IPv6地址协议,基于树环网建立了覆盖网络结构,并给出相应的资源搜索算法。TRChord模型中用IPv6进行较细粒度的地址聚类并利用树环网构造P2P网络的三层网络拓扑结构,这打破了用单层和双层结构的限制;运用Chord环中节点的逆向启发信息替换原Chord环中节点Finger表中的冗余信息,并增加目标资源列表,以提高资源搜索性能。最后通过仿真证明了TRChord模型和其资源搜索算法的高效性。(3)在非结构化P2P网络中,提出了基于节点热度的资源搜索算法NPS。该算法从P2P网络的幂律特性入手,充分考虑网络节点的历史和当前信息,提出了节点热度的概念和计算方法,把查询消息优先转发给节点热度较高的超级节点,解决了Gnutella2网络中超级节点之间盲目转发搜索消息而导致路由延迟大、冗余消息多的问题;为避免高热度节点的负载过重,通过基于负载度的自适应负载均衡算法均衡节点负载。最后通过仿真证明了NPS资源搜索算法的高效性和负载均衡算法的有效性。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-14
  1.1 研究背景与研究意义  9-10
  1.2 国内外研究及应用现状  10-12
  1.3 本文的主要工作及组织结构  12-14
第二章 P2P 网络资源搜索算法  14-27
  2.1 P2P 概述  14-16
  2.2 P2P 网络拓扑结构  16-17
  2.3 P2P 网络中资源搜索算法  17-26
    2.3.1 结构化P2P 网络中资源搜索  18-22
    2.3.2 非结构化P2P 网络中资源搜索  22-26
  2.4 本章小结  26-27
第三章基于IPV6 和树环网的结构化P2P 搜索算法  27-52
  3.1 引言  27-30
  3.2 基于IPv6 和树环网的覆盖网络结构TRChord  30-38
    3.2.1 IPv6 地址聚类性  31
    3.2.2 树环网  31-32
    3.2.3 基于IPv6 和树环网的覆盖网络结构TRChord  32-35
    3.2.4 路由表设计  35-38
  3.3 TRChord 节点管理机制  38-42
    3.3.1 节点加入和退出  39-41
    3.3.2 节点失效处理  41-42
  3.4 资源搜索算法  42-44
  3.5 仿真与性能分析  44-50
    3.5.1 仿真环境与参数设置  44-46
    3.5.2 性能仿真及结果分析  46-49
    3.5.3 拓扑一致性仿真  49-50
  3.6 本章小结  50-52
第四章基于节点热度的非结构化P2P 搜索算法  52-70
  4.1 Gnutella2 协议分析  52-54
    4.1.1 Gnutella2 协议及网络模型  52-53
    4.1.2 超级节点和普通节点的特性  53
    4.1.3 幂律特性和小世界模型  53-54
  4.2 对Gnutella2 算法的改进  54-57
    4.2.1 节点热度的定义及计算  54-56
    4.2.2 改进的搜索算法  56-57
  4.3 自适应的负载均衡策略  57-62
    4.3.1 负载的度量  57-59
    4.3.2 负载均衡策略  59-62
  4.4 仿真与性能分析  62-69
    4.4.1 NPS 算法仿真环境与参数设置  62-64
    4.4.2 NPS 算法仿真及结果分析  64-66
    4.4.3 负载均衡算法的仿真环境与性能测试  66-69
  4.5 本章小结  69-70
第五章总结与展望  70-72
参考文献  72-78
攻读硕士期间发表的学术成果  78

P2P网络中资源搜索算法的研究

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