基于合作博弈的P2P內(nèi)容分發(fā)技術(shù)的設(shè)計(jì)和分析.pdf

1、P2P內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)是融合了P2P網(wǎng)絡(luò)和內(nèi)容分發(fā)技術(shù)各自的優(yōu)點(diǎn)而產(chǎn)生的,是目前互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。但是在實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中存在著大量的自私節(jié)點(diǎn),它們占用大量的帶寬資源卻又不愿意為其他節(jié)點(diǎn)提供下載服務(wù),導(dǎo)致“搭便車(chē)”和“公共地悲劇”現(xiàn)象的產(chǎn)生。這違背了P2P最初的設(shè)計(jì)理念,嚴(yán)重影響了系統(tǒng)的整體性能。本文針對(duì)這一現(xiàn)象,引入了經(jīng)濟(jì)學(xué)中的合作博弈理論,利用合作博弈理論中的三種技術(shù):Shapley值、NBS(Nash Bargaining

2、Solution)和Repeated Game來(lái)解決P2P內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)中激勵(lì)節(jié)點(diǎn)合作實(shí)現(xiàn)資源共享的問(wèn)題。
　　本文首先對(duì)P2P內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了綜述,包括研究背景、研究現(xiàn)狀和研究意義,重點(diǎn)討論了目前已有的激勵(lì)機(jī)制。接著介紹了P2P技術(shù)、內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)(CDN)和博弈論等理論知識(shí)。最后針對(duì)目前激勵(lì)機(jī)制在P2P內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)中存在的問(wèn)題,提出了基于合作博弈的內(nèi)容分發(fā)技術(shù)的設(shè)計(jì)方案,目的在于抑制“搭便車(chē)”現(xiàn)象的發(fā)生和促進(jìn)節(jié)點(diǎn)合作,從而提高P

3、2P內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)的整體性能。
　　本文基于合作博弈的P2P內(nèi)容分發(fā)技術(shù)的設(shè)計(jì)和分析主要包括三個(gè)方面：首先,提出了基于Shapley值的P2P視頻點(diǎn)播系統(tǒng)的存儲(chǔ)管理機(jī)制。該機(jī)制通過(guò)采用Shapley值的方法實(shí)現(xiàn)了P2P視頻點(diǎn)播系統(tǒng)中合作收益的公平合理分配,從而激勵(lì)了節(jié)點(diǎn)參與合作,提高了隨機(jī)搜索操作的命中率;其次,提出了基于 NBS的社會(huì)P2P網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)容分發(fā)管理方案。在社會(huì)P2P網(wǎng)絡(luò)這種典型的P2P內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)中,由于節(jié)點(diǎn)都具有社會(huì)屬

4、性,節(jié)點(diǎn)之間易形成合作聯(lián)盟從而實(shí)現(xiàn)帶寬共享,但是節(jié)點(diǎn)合作時(shí)的最優(yōu)策略選擇和節(jié)點(diǎn)的公平性等問(wèn)題亟需研究。因此我們通過(guò)建立討價(jià)還價(jià)博弈模型并求出了納什談判解,提高了節(jié)點(diǎn)的效率和公平性;最后,提出了社會(huì)P2P網(wǎng)絡(luò)中基于重復(fù)博弈的懲罰激勵(lì)機(jī)制。在社會(huì)P2P網(wǎng)絡(luò)中,由于節(jié)點(diǎn)都是自私的,我們不能保證在整個(gè)合作過(guò)程中所有節(jié)點(diǎn)一直都是誠(chéng)信的,針對(duì)怎樣防止節(jié)點(diǎn)欺詐行為發(fā)生的問(wèn)題,提出了懲罰激勵(lì)機(jī)制“Punishment-Forgiving-Restori