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对等网络中搭便车问题研究

作　者: 杨武
导　师: 金可音
学　校: 湖南工业大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 对等网络搭便车激励机制效用函数
分类号: TP393.02
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 29次
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内容摘要

随着计算机技术的不断发展,人们对计算机的依赖越来越大。然而,在计算机迅速发展的同时,服务器的发展速度却不尽如人意。同时,网络技术在世界范围内得到迅猛发展,Internet给人类社会带来巨大的进步。于是,P2P技术应运而生。目前P2P技术经过多年的发展,已经日益成熟,在互联网上也出现了很多成功的基于P2P技术的网络应用。至于P2P网络的结构本身,也在不断地进化。然而,目前的P2P网络结构,无论是结构化的还是非结构化的,都基于一个假设,那就是每个参与的节点都能善意地,力所能及地提供网络资源。但单个节点往往希望最大化自身的网络效用。由于目前的对等网络没有考虑这一事实,一方面使得P2P网络中搭便车者(Free Rider)盛行;另一方面,节点拥有的资源同质化日趋严重,用户无法从P2P网络获得有效的资源。本文针对搭便车问题进行研究,并设计了一个P2P系统的激励机制,以期能够解决这一问题。本文的主要内容包括:1.首先介绍了P2P技术的历史与现状,以及它的主要应用。针对P2P网络中普遍存在的搭便车(free-riding)问题,分析搭便车现象对系统的影响,并论述了解决这一问题对P2P网络的重要性。2.介绍了前人为了抑制搭便车行为对搭便车行为已有的研究。分析比较目前已有的基于信誉的模型、基于直接互惠的模型、基于微支付的机制和基于惩罚机制的激励模型,并讨论它们的优缺点。3.提出了一种网络分级的激励机制GAIM,根据网络中搭便车节点的数量把网络状态分为三个等级,在不同的等级下使用不同的连接管理协议;把节点的效用函数分为两个部分,一个部分代表节点提供服务的能力,另外一个部分代表节点可以享受服务的能力。同时对用户节点实行基于带宽分配的策略,使得节点效用越高,所得服务越好。延长搭便车的在线时间,激励其为网络多做贡献。4.本文通过NS模拟结果显示,GAIM激励机制具有很好的激励性质,在最大下载带宽相同的情况下,贡献值大的节点分得的带宽较大,贡献值小的节点分得的带宽较小;此外,该方法最大程度地利用有限的带宽,不浪费带宽资源。这样,P2P网络系统有差异地对不同贡献值的节点服务,每个节点要想从整个P2P网络系统中得到更好的服务和资源,就必须向其他节点提供更多的服务和资源,转发更多的查询、响应消息。从而激发每个节点对整个P2P网络做贡献,大大提高了整个系统的效率。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-10
第一章绪论  10-17
  1.1 对等网络概述  10-14
    1.1.1 对等网络的基本原理  10-11
    1.1.2 对等网络的分类  11-12
    1.1.3 对等网络的应用及特点  12-14
  1.2 搭便车问题的提出  14-16
    1.2.1 搭便车问题的危害  15-16
  1.3 论文主要研究内容和组织结构  16-17
第二章搭便车行为与激励机制  17-26
  2.1 搭便车行为  17-19
    2.1.1 搭便车行为的测量  17
    2.1.2 搭便车行为分析与建模  17-19
  2.2 激励机制及研究现状  19-25
    2.2.1 什么是激励机制  19-20
    2.2.2 激励机制的研究现状  20-25
  2.3 本章小结  25-26
第三章 GAIM 激励机制设计  26-41
  3.1 GAIM 激励机制的基本思想  26-31
    3.1.1 思想来源  26-28
    3.1.2 面临的问题  28
    3.1.3 基础  28-29
    3.1.4 GAIM 激励机制的基本思想  29-31
  3.2 GAIM 激励机制模型  31-32
    3.2.1 GAIM 激励机制的拓扑结构  31-32
    3.2.2 GAIM 激励机制的工作流程  32
  3.3 GAIM 激励机制中效用的主要指标  32-36
    3.3.1 效用指标基础  33-34
    3.3.2 GAIM 激励机制中的效用函数  34-35
    3.3.3 效用函数的存储与更新  35-36
  3.4 GAIM 激励机制中的相关协议  36-39
    3.4.1 下载节点发送请求协议  36-37
    3.4.2 资源节点响应请求协议  37-38
    3.4.3 下载带宽分配协议  38-39
  3.5 GAIM 激励机制分析  39-40
  3.6 本章小结  40-41
第四章实验仿真  41-49
  4.1 模拟工具  41-43
    4.1.1 NS 简介  41
    4.1.2 NS 原理简介  41-42
    4.1.3 NS 模拟  42-43
  4.2 实验介绍  43
    4.2.1 评价标准  43
    4.2.2 编写Otcl 脚本  43
  4.3 仿真结果与分析  43-48
    4.3.1 模拟一  43-44
    4.3.2 模拟二  44-46
    4.3.3 模拟三  46-48
  4.4 本章小结  48-49
第五章总结与展望  49-51
  5.1 总结  49-50
  5.2 展望  50-51
参考文献  51-55
攻读学位期间主要成果  55-56
致谢  56

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