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基于非结构化的P2P系统的协同缓存策略研究

作　者: 高鹏飞
导　师: 蒋学英
学　校: 东北大学
专　业: 计算机系统结构
关键词: P2P 非结构化缓存替换策略幂律分布负载平衡
分类号: TP393.02
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 15次
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内容摘要

近年来,Peer-to-Peer网络(简称P2P)系统已经引起了众多关注,特别是它可以提供文件共享的应用,同时分布式计算和基于Internet的电话也已经成功地实现。在这些应用中,P2P概念主要应用于文件共享,即交换各种媒体数据,例如音乐、电影和程序。P2P的文件共享应用分为两种类型：结构和非结构的P2P网络。无结构P2P网络服从幂律分布,对象的数量也服从幂律分布,这样就会带来两个问题：“热点”节点的高负载和过快删除非热点内容。本文提出了一种新的缓存策略MCU(Most Currently Used),该策略根据单位时间内对内容的请求数量来判断将要替换的缓存内容。通过正确设置对该策略算法中的阀值,来达到适当删除高度节点中的热点内容并在低度节点中保留热点内容的目的。这种新的方法显著的降低了高级别节点的负载并且提高了对象请求的命中率。其次,本文用模拟仿真来证明新的策略的有效性。将MCU策略与LRU、 LFU和ARP策略的比较,来证明新的替换策略在负载平衡和命中率方面的优势。最后,论文对该策略的不足进行说明,并对简要阐述了相关研究内容的发展现状并对未来工作进行了展望。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-16
  1.1 研究背景  10-12
  1.2 研究目的与发展现状  12-13
  1.3 本文的组织结构  13-16
第2章 P2P网络技术概述  16-26
  2.1 P2P技术简介  16-17
  2.2 P2P的应用背景  17-18
  2.3 缓存内容的管理  18-19
    2.3.1 负载均衡技术  18
    2.3.2 内容存储  18-19
    2.3.3 内容管理  19
  2.4 P2P的网络体系结构  19-24
    2.4.1 P2P典型网络拓扑结构分析  19-20
    2.4.2 P2P拓扑结构评测标准  20-24
  2.5 本章小结  24-26
第3章缓存策略的分析  26-38
  3.1 缓存替换算法的类型  26-27
  3.2 访问时间敏感的缓存替换算法  27-31
    3.2.1 LRU(Least Recency Uesd)算法  27-28
    3.2.2 LRU-K算法  28-29
    3.2.3 2Q(Two queues)算法  29-30
    3.2.4 LRU-MIN算法  30-31
    3.2.5 LRU-Threshold算法  31
    3.2.6 SIZE 算法  31
  3.3 访问频度敏感的缓存替换算法  31-34
    3.3.1 LFU算法  32-33
    3.3.2 LFU-Aging算法  33
    3.3.3 -Aging算法  33-34
    3.3.4 LFU*算法  34
    3.3.5 LFR算法  34
  3.4 自适应的缓存替换算法  34-37
  3.5 本章小结  37-38
第4章 MCU缓存策略设计  38-50
  4.1 幂律分布  38-39
  4.2 MCU缓存策略  39-44
    4.2.1 Gnutella网络  40-41
    4.2.2 提出MCU缓存替换策略  41-42
    4.2.3 MCU的具体细节  42-44
  4.3 缓存替换方法的比较  44-49
    4.3.1 Least Recency Used(LRU)  44-45
    4.3.2 Least Frequently Used(LFU)  45
    4.3.3 Adaptive Replacement with Popularity(ARP)  45-46
    4.3.4 Most Currently Used(MCU)  46-48
    4.3.5 总结  48-49
  4.4 本章小结  49-50
第5章 MCU策略的仿真实验与结果分析  50-58
  5.1 实验模型  50-51
  5.2 模拟实验结果  51-56
    5.2.1 变化的评估  51-53
    5.2.2 节点扩展性的评价  53-54
    5.2.3 幂律指数的评估  54-56
  5.3 本章小结  56-58
第6章结论与展望  58-60
  6.1 本文的总结  58
  6.2 未来的研究展望  58-60
参考文献  60-66
致谢  66

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