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P2P网络的搜索算法研究

作　者: 姜朝晖
导　师: 孙亚民
学　校: 南京理工大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 对等网络 Chord 查询资源超结点拓扑匹配路由快表分布式哈希表
分类号: TP393.02
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 186次
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内容摘要

如何高效地在P2P系统中查找到相应的资源结点,这是系统性能的关键同时也是P2P技术发展的瓶颈之一。基于此,各国不少科研人员提出了多种效率较高的资源结点查询算法,包括无结构随机拓扑网络的Gnutella系统,及与之相对应的基于DHT的结构化的资源结点发现算法,如Chord、Pastry、CAN和Tapestry等。在对Chord算法的深入研究下,本文提出了JChord系统,从三个方面对原Chord系统的资源查询策略做出了改进。首先,根据结点综合性能差异,选出超结点,将系统分为两层,主干网层和子网层。群组超结点组成主干网,主干网是一种自适应的Chord网络,子网层普通结点形成群组,并以该群组超结点作为子网层服务器,同时根据IP地址映射得到超结点标识符,使得物理拓扑与逻辑拓扑相匹配;其次,删除路由表中的冗余信息,添加相同数目的有效路由信息,使得一跳的步幅最大由原先的半环扩展到整个环;最后,为每个超结点增加快表,保存最近搜索的资源,对于一些热门资源的查询,可充分利用之前的查询结果。本文首先从理论上证明了改进后的JChord算法比原Chord算法具有更优的查询效率,然后在覆盖网仿真工具P2PSim的基础上实现了算法的仿真模拟,验证了理论分析的正确性。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
1 绪论  7-11
  1.1 论文的研究背景  7-8
  1.2 国内外研究现状  8-9
  1.3 论文的主要研究内容  9-10
  1.4 论文的组织结构  10-11
2 对等网络  11-26
  2.1 对等网络简介  11-14
    2.1.1 对等网络定义  11
    2.1.2 对等网络的特点  11-12
    2.1.3 对等网络的优缺点  12-14
  2.2 对等网络分类及其资源定位算法  14-23
    2.2.1 混合式P2P体系  14-17
      2.2.1.1 Napster——P2P网络的先驱  14-16
      2.2.1.2 BitTorrent——分片优化的新一代混合式P2P网络  16-17
    2.2.2 无结构P2P体系  17-19
    2.2.3 结构化P2P体系  19-23
      2.2.3.1 Chord——简单、精确的环形P2P网络  19
      2.2.3.2 CAN——简单、容错的多维空间P2P网络  19-20
      2.2.3.3 Tapestry——广域的超立方体结构P2P网络  20-21
      2.2.3.4 Pastry——容错的混合式结构P2P网络  21-23
  2.3 对等网络应用  23-24
    2.3.1 文件共享  23
    2.3.2 即时通讯  23
    2.3.3 多媒体传输  23
    2.3.4 分布式数据存取  23-24
    2.3.5 对等计算  24
    2.3.6 P2P搜索引擎  24
  2.4 本章小结  24-26
3 Chord基本协议  26-34
  3.1 Chord基础工作原理  26-29
  3.2 Chord对象定位算法  29-30
  3.3 Chord结点加入算法  30-32
  3.4 Chord自适应算法  32-33
  3.5 Chord容错性  33-34
4 基于Chord的结构化对等网络系统JChord  34-45
  4.1 Chord存在的问题  34-36
    4.1.1 结点异构性  34-35
    4.1.2 拓扑不匹配  35
    4.1.3 路由表冗余  35-36
    4.1.4 热点查询  36
  4.2 Chord系统的改进  36-44
    4.2.1 超结点和拓扑匹配  37-38
      4.2.1.1 结点加入网络  38
      4.2.1.2 结点离开网络  38
    4.2.2 路由表重构  38-41
    4.2.3 快表机制  41-44
  4.3 本章小结  44-45
5 系统仿真与结果分析  45-52
  5.1 P2P仿真相关知识  45
  5.2 P2PSim仿真实现  45-48
    5.2.1 P2PSim简介  45-46
    5.2.2 P2PSim的主要构件与工作原理  46-48
    5.2.3 P2PSim中的线程  48
  5.3 仿真结果  48-51
    5.3.1 平均查询延迟时间  49-50
    5.3.2 平均查询路径长度  50
    5.3.3 概率密度分布  50-51
  5.4 本章小结  51-52
6 工作总结及展望  52-53
  6.1 总结  52
  6.2 展望  52-53
致谢  53-54
参考文献  54-57

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