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网络编码及其在P2P文件共享系统中应用的研究

作　者: 张旋
导　师: 慕建君
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 计算机系统结构
关键词: 网络编码 最大流最小割 对等网络 文件共享系统 比特洪流
分类号: TP393.02
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 46次
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内容摘要


网络编码理论是网络通信研究领域中的一项重要突破,该理论通过允许网络中间节点在转发信息前对输入的信息进行编码来实现网络组播容量的上限,打破了网络中间节点只负责信息存储和转发的传统处理方式,即路由方式,从而提高了整个网络的传输效率、容量和健壮性。网络编码理论和应用已成为通信领域新的研究热点。在理解网络编码理论思想的基础上,深入分析了线性网络编码的编译码算法,并着重研究了随机线性网络编码在P2P文件共享系统中的应用。本文主要完成的工作有以下几个方面：1.阐述了网络编码的基本原理,深入研究了线性网络编码的编译码思想和构造算法。2.介绍了P2P技术及其在文件共享系统中的应用,分析了目前非常流行的文件共享系统BitTorrent,对其工作原理和BitTorrent协议内容进行了深入研究。3.分析了现有BitTorrent文件共享系统过分依赖种子节点和调度算法难以达到最优等主要问题,在深入研究网络编码的基本原理及其优点的基础上,提出了一种基于网络编码的P2P文件共享系统NC BT的实现方案,并给出了该系统的设计思想、框架、工作流程和系统工作的通信协议。4.在NC_BT系统设计方案的基础上,重点给出了NC_BT客户端中各个模块的实现方法,对模块中的核心算法进行了设计。在实际网络环境中对NC_BT系统下载性能进行测试和分析,实验结果表明该方案可以解决BitTorrent文件共享系统存在的问题。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章 绪论  7-13
  1.1 计算机网络与组播通信  7-9
    1.1.1 计算机网络  7-8
    1.1.2 组播通信  8-9
  1.2 网络编码的提出和研究现状  9-11
    1.2.1 网络编码的提出  9-10
    1.2.2 网络编码的研究现状  10-11
  1.3 网络编码的应用  11-12
  1.4 本文主要研究工作和内容安排  12-13
第二章 网络编码的基本概念  13-23
  2.1 网络编码的基本原理  13-15
    2.1.1 最大流最小割定理  13-14
    2.1.2 网络编码  14-15
  2.2 线性网络编码  15-20
    2.2.1 线性网络编码  16-17
    2.2.2 线性网络编码的编译码过程  17-18
    2.2.3 线性组合方案  18-19
    2.2.4 随机网络编码  19-20
  2.3 网络编码技术的优点  20-21
  2.4 本章小结  21-23
第三章 基于P2P技术的文件共享系统  23-35
  3.1 P2P技术  23-25
    3.1.1 P2P技术的产生  23-24
    3.1.2 P2P技术的特点  24-25
  3.2 基于P2P技术的文件共享系统  25-27
    3.2.1 P2P文件共享系统的发展  25-26
    3.2.2 P2P文件共享系统的分类  26-27
  3.3 BitTorrent文件共享系统  27-33
    3.3.1 BitTorrent文件共享系统工作原理  27-28
    3.3.2 BitTorrent协议  28-33
    3.3.3 BitTorrent文件共享系统存在的问题  33
  3.4 本章小结  33-35
第四章 基于网络编码的P2P文件共享系统NC_BT的设计  35-45
  4.1 系统设计背景  35
  4.2 网络编码应用于P2P文件共享系统的原理  35-37
  4.3 基于网络编码的NC_BT系统设计方案  37-44
    4.3.1 NC_BT系统介绍  37-38
    4.3.2 NC_BT系统工作流程  38-39
    4.3.3 NC BT客户端总体设计  39-41
    4.3.4 NC_BT客户端之间通信消息设计  41-43
    4.3.5 NC_BT客户端之间消息时序关系设计  43-44
  4.4 本章小结  44-45
第五章 基于网络编码的NC_BT客户端实现  45-67
  5.1 NC BT网络通信模块的实现  45-47
  5.2 NC BT网络编码模块的实现  47-53
    5.2.1 网络编码的数学运算基础  48
    5.2.2 网络编码的编译码器算法设计  48-51
    5.2.3 编译码器算法的优化  51-53
  5.3 NC BT客户端管理模块的实现  53-61
    5.3.1 NC BT客户端管理模块的工作流程  53-54
    5.3.2 制作、解析种子文件子模块的实现  54-56
    5.3.3 对等客户端消息处理子模块的实现  56-59
    5.3.4 成员管理子模块的实现  59-61
  5.4 与Tracker服务器交互管理模块的实现  61-62
  5.5 基于网络编码的NC BT文件共享系统的性能分析  62-65
    5.5.1 编译码器的性能分析  62-63
    5.5.2 NC BT文件共享系统的性能分析  63-65
  5.6 本章小结  65-67
结束语  67-69
致谢  69-71
参考文献  71-75
攻读硕士期间完成的论文和参与的科研工作  75

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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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