基于網(wǎng)絡(luò)編碼的P2P內(nèi)容分發(fā)系統(tǒng)研究.pdf

1、網(wǎng)絡(luò)編碼利用其在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上對所要求傳送的消息作適當(dāng)?shù)木€性或非線性處理來改善網(wǎng)絡(luò)的傳輸效率、可靠性、魯棒性、安全性、節(jié)點(diǎn)能耗等性能，是有別于傳統(tǒng)方法的一種新的思路，因而受到高度重視，成為當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)信息論中一個重要的研究方向。網(wǎng)絡(luò)編碼是一種新穎的網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)，它從網(wǎng)絡(luò)總體或系統(tǒng)性的角度出發(fā)，能有效解決最大流量、路由策略等問題。與多數(shù)技術(shù)一樣，網(wǎng)絡(luò)編碼在充分利用其優(yōu)勢的同時，也伴隨著相應(yīng)的開銷。因而，盡可能地減少各種開銷，是網(wǎng)絡(luò)編碼在實(shí)際應(yīng)用中

2、所要解決的重要問題。
　　 本文首先對內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了綜述，包括理論背景、研究概況和發(fā)展趨勢，重點(diǎn)討論了BitTorrent的基本原理、算法及缺陷等。接著介紹了網(wǎng)絡(luò)編碼的基本原理和數(shù)學(xué)模型，包括線性網(wǎng)絡(luò)編碼、隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)編碼的概念，以及網(wǎng)絡(luò)編碼的性能、優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用范圍。針對目前網(wǎng)絡(luò)編碼在內(nèi)容分發(fā)應(yīng)用方案中存在的缺陷，提出了相應(yīng)的改進(jìn)思路，目的在于提高文件分發(fā)系統(tǒng)的整體性能，降低運(yùn)算或處理的復(fù)雜度。
　　 在本文設(shè)計的系統(tǒng)中采

3、取了三個方面的改進(jìn)措施：(1)采用多代混合方式(MGM)的編碼技術(shù)對文件進(jìn)行分組預(yù)處理，文件以分組為編碼單位在網(wǎng)絡(luò)中傳輸，可以降低解碼的運(yùn)算復(fù)雜度；(2)在節(jié)點(diǎn)傳送編碼塊之前設(shè)置一個判斷機(jī)制，當(dāng)判斷出來自源節(jié)點(diǎn)只擁有一個編碼塊，這時無需進(jìn)行二次編碼，直接將編碼塊發(fā)送給目的節(jié)點(diǎn)，以減少編碼開銷，進(jìn)而縮短節(jié)點(diǎn)的編碼時間；(3)采用了一種改進(jìn)的數(shù)據(jù)傳輸方案，即源節(jié)點(diǎn)在發(fā)送編碼塊之前，先向目的節(jié)點(diǎn)發(fā)送隨機(jī)產(chǎn)生的編碼系數(shù)，當(dāng)目的節(jié)點(diǎn)確認(rèn)編碼系數(shù)與

4、自己擁有的系數(shù)線性無關(guān)時，源節(jié)點(diǎn)再發(fā)送生成的編碼塊，藉此減少線性相關(guān)編碼塊的產(chǎn)生，從而減少重復(fù)數(shù)據(jù)的傳輸。
　　 本文最后在比較和分析各種P2P仿真工具的基礎(chǔ)上選擇OPNET作為仿真工具，并設(shè)計系統(tǒng)的應(yīng)用層模塊，建立系統(tǒng)的仿真框架。隨后仿真比較了現(xiàn)有和改進(jìn)文件分發(fā)系統(tǒng)在下載成功率、編碼時間、文件下載速度和文件丟塊率等方面的性能。仿真結(jié)果表明改進(jìn)的內(nèi)容分發(fā)系統(tǒng)雖然會增加一些時延，但在整體上具有更好的文件分發(fā)性能。
　　 最