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基于连接调整的非结构化P2P网络覆盖网拓扑优化方法研究

作　者: 黄永进
导　师: 戴长华
学　校: 国防科学技术大学
专　业: 管理科学与工程
关键词: P2P 覆盖网 拓扑优化 “搭便车” 割边
分类号: TP393.02
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


P2P网络打破了传统的C/S模式下,以服务器为中心的部署方式。网络中的节点地位平等,每个节点既充当服务器,为其它节点提供资源,同时也作为客户机从其它节点获取资源。这一模式使得P2P网络避免了传统的C/S模式下的性能瓶颈,更为充分地利用网络中的带宽和计算能力等资源,具有可扩展性强,鲁棒性好,易于部署等优点。目前P2P技术已成为Internet上的热门,并在多个领域得到成功应用。资源搜索一直是P2P网络相关研究的重要课题。资源搜索的效率将影响到网络的可用性。P2P网络的应用都是建立在覆盖网的基础之上,覆盖网的拓扑特征对资源搜索效率有着直接的影响。本文以非结构化网络为研究对象,通过逐步调整覆盖网的拓扑结构,达到优化网络性能的目的。本文的主要贡献如下:提出了两阶段的覆盖网拓扑优化策略,在提高网络搜索性能的同时兼顾网络的连通性。在第一阶段的优化当中,网络中的节点寻求与自身兴趣相似的节点,通过调整覆盖节点之间的连接,使得兴趣相似节点聚集。第二阶段考虑网络的边连通性,发现并消除因网络调整可能造成的割边。实验证明两阶段的拓扑优化方法有利于提高搜索命中率,有效减少通信开销,增强网络的可扩展性和连通性。非结构化P2P网络拓扑结构松散,资源分布随意,使得在网络进行资源定位面临着通信开销和查询成功率的艰难抉择。针对非结构化P2P网络搜索效率不高的问题,本文提出基于历史反馈和逆向选择机制的拓扑优化算法。网络中的节点立足于自身利益,通过对历史查询反馈信息的跟踪和逆向选择机制的筛选,建立起双向的高效连接,使得兴趣相似节点聚集。该方法能有效提高查询效率并对网络当中的搭便车行为有抑制作用。网络的连通性直接影响节点之间通信。在对P2P网络的拓扑分析中,通常将网络抽象为无向图,节点和节点间连接对应于图的点和边。P2P网络的动态性,体现为节点及连接都处于变化之中,这就造成了点失效和边失效的问题。与此同时,网络拓扑的优化通常是采用调整改变节点间连接的方式,调整中的网络可能造成破坏网络连通性或者形成边的薄弱环节,这也使得网络中的边成为一个需要特别关注的问题。本文着眼于边对网络连通性的影响,结合P2P网络的分布式特性,对网络中的割边进行定义,并提出了分布式的割边发现和消除方法。实验证明了本文提出方法的有效性和可行性。

全文目录


摘要  9-10
ABSTRACT  10-12
第一章 绪论  12-25
  1.1 研究背景与研究意义  12-13
  1.2 P2P 概述  13-18
    1.2.1 P2P 的定义及特点  13-15
    1.2.2 P2P 的发展  15
    1.2.3 P2P 计算的主要应用领域  15-17
    1.2.4 P2P 覆盖网及其分类  17-18
  1.3 国内外研究现状  18-22
  1.4 论文研究思路  22-23
  1.5 论文创新点  23-24
  1.6 论文组织结构  24-25
第二章 基于历史查询反馈和逆向选择机制的拓扑优化算法  25-46
  2.1 相关工作  25-28
  2.2 基于查询反馈及逆向选择机制的拓扑优化策略  28-41
    2.2.1 主要思想  28-29
    2.2.2 捷径的发现以及消息的路由方法  29-32
    2.2.3 捷径的选择  32-36
    2.2.4 网络拓扑调整  36-41
  2.3 性能分析  41-45
    2.3.1 相关定义  41
    2.3.2 分析与证明  41-45
  2.4 本章小结  45-46
第三章 基于覆盖网割边发现及消除的拓扑优化算法  46-58
  3.1 相关工作  47
  3.2 割边发现算法  47-54
    3.2.1 相关定义  47-50
    3.2.2 算法主要思想  50
    3.2.3 割边探测  50-51
    3.2.4 割边判断  51-53
    3.2.5 割边发现算法伪码  53-54
  3.3 割边消除算法  54-55
  3.4 分析与证明  55-56
  3.5 本章小结  56-58
第四章 仿真实验  58-73
  4.1 仿真平台  58-60
  4.2 基于历史反馈和逆向选择机制的拓扑优化算法仿真分析  60-66
    4.2.1 初始网络的生成  60-62
    4.2.2 性能衡量指标  62
    4.2.3 实验结果分析  62-66
  4.3 割边发现及消除算法仿真  66-70
    4.3.1 初始网络的生成  66-68
    4.3.2 实验结果分析  68-70
  4.4 基于连接调整的两阶段拓扑优化方法仿真  70-72
    4.4.1 初始网络的生成  70
    4.4.2 实验结果分析  70-72
  4.5 本章小结  72-73
第五章 结束语  73-75
  5.1 工作总结  73-74
  5.2 进一步的工作  74-75
致谢  75-76
参考文献  76-81
作者在学期间取得的学术成果  81

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 计算机网络 > 一般性问题 > 计算机网络结构与设计
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