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基于Chord的服务标识解析系统的仿真与性能分析

作　者: 孙超
导　师: 秦雅娟
学　校: 北京交通大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 一体化网络服务标识名字解析缓存机制
分类号: TP393.02
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 35次
引　用: 1次
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内容摘要

随着当今互联网中服务资源数量的急剧膨胀,曰益多样化的网络服务缺乏统一的管理模式,新型服务发展受到旧体系架构的制约,DNS更新速度慢,系统配置复杂,不支持移动性,传统的服务资源管理模式已经逐渐不能满足用户的需求。“一体化可信网络与普适服务体系基础研究”项目提出了一个标识网络的概念,把网络分为“网通层”和“服务层”两层。其中“服务层”中的服务标识解析系统很好的解决了传统互联网中存在的一些问题。在一体化网络中,服务标识解析系统负责分配、管理服务标识,并为每种服务都分配一个唯一的服务标识,统一由服务标识解析系统管理。服务标识解析系统采用分布式结构,这种结构对服务的描述和表达能力强,支持数据移动性,鲁棒性好,支持负载均衡,配置方便。服务标识解析系统路由采用Chord算法,每台服务器之间形成了一种对等关系,这种管理方式在当前小规模应用中已经发挥了一定优势。本文首先分析了当前服务标识解析系统一次查询中产生的三种不同时延,随后通过仿真将三种时延叠加确定了影响系统查询效率的主要时延。针对这种时延,本文提出了在基于Chord的服务标识解析系统中加入缓存机制的改进方案。增加缓存机制的核心思想是牺牲一部分系统容量来提升服务查询效率。在现有系统设计中,用户的查询请求都要通过路由算法经过n个中间服务器到达服务标识存储服务器。经过改进,每次用户的查询结果通过递归回复消息存储在经过的每台服务器的缓存文件中,下次同样的请求只要经过其中的任何一个服务器,就可以直接得到结果,无需最终路由到服务标识存储服务器。本文针对当前网络服务资源访问分布的实际情况,在仿真环境中实现了相应的查询请求模块,模拟了数百台服务标识映射服务器,设计了获取统计数据的方法,并且根据不同资源访问量逐步改进缓存机制,最后对加入缓存前后的服务标识解析系统性能进行了对比分析。仿真结果表明,服务标识解析系统的查询效率有所提升。

全文目录

致谢  5-6
中文摘要  6-7
ABSTRACT  7-12
1 引言  12-19
  1.1 研究背景与意义  12-13
  1.2 国内外研究现状  13-17
    1.2.1 下一代互联网体系架构的发展  13-15
    1.2.2 域名解析及一体化网络中的标识解析机制  15-17
  1.3 论文的主要工作及结构  17-19
2 服务标识解析系统及其性能分析  19-35
  2.1 服务标识解析系统和分布式网络  19-28
    2.1.1 p2p网络  19-20
    2.1.2 DHT网络概述  20-21
    2.1.3 Chord算法介绍  21-25
    2.1.4 服务标识解析系统介绍  25-28
  2.2 影响系统查询效率主要影响因素  28-31
    2.2.1 转发时延  29
    2.2.2 查询时延  29-30
    2.2.3 跳数时延  30
    2.2.4 仿真结果分析  30-31
  2.3 两种解决方法  31-34
    2.3.1 增加维护层  32-33
    2.3.2 加入缓存机制  33-34
  2.4 结论  34-35
3 具有缓存机制的服务标识解析系统仿真设计  35-47
  3.1 仿真环境  35-39
    3.1.1 物理环境  35
    3.1.2 仿真平台介绍  35-38
    3.1.3 仿真环境采用的物理拓扑  38-39
    3.1.4 查询请求分布  39
  3.2 存储文件设计  39-41
    3.2.1 字段介绍  40-41
    3.2.2 容量设置  41
    3.2.3 位置部署  41
  3.3 缓存机制设计  41-46
    3.3.1 仿真参数设置  43-44
    3.3.2 写入缓存位置  44
    3.3.3 读取缓存位置  44-45
    3.3.4 测试消息  45-46
    3.3.5 失效时间  46
    3.3.6 热门资源筛选  46
  3.4 效果预测  46-47
4 增加缓存的服务标识解析系统仿真实验  47-66
  4.1 仿真环境中服务标识解析系统的整体实现  47-51
    4.1.1 系统的启动和结束  47-48
    4.1.2 仿真系统模型  48
    4.1.3 模块间的通信  48-49
    4.1.4 四种基于关键字的路由方式  49-51
  4.2 消息处理模块  51-60
    4.2.1 测试消息生成模块  52-54
    4.2.2 发送模块流程  54-57
    4.2.3 接收模块流程  57-59
    4.2.4 查找后继模块  59-60
  4.3 缓存读写及改进方法实现  60-65
    4.3.1 缓存文件实际结构  60-61
    4.3.2 读写缓存方法  61-62
    4.3.3 设置生存时间  62-64
    4.3.4 实现热门资源筛选  64-65
  4.4 仿真方案总结  65-66
5 仿真结果及性能分析  66-73
  5.1 仿真输出数据结果  66-68
    5.1.1 数据调试信息  66
    5.1.2 输出矢量和标量文件  66-67
    5.1.3 数据统计信息  67-68
  5.2 加入缓存及几种改进方法的仿真图形  68-72
    5.2.1 不同节点数缓存机制性能  68-69
    5.2.2 缓存机制改进结果显示  69-70
    5.2.3 热门资源筛选机制结果显示  70-72
  5.3 结论  72-73
6 总结  73-74
参考文献  74-76
作者简历  76-78
学位论文数据集  78

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