P2P網(wǎng)絡(luò)可用性增強(qiáng)技術(shù)研究.pdf

1、P2P(Peer-to-Peer)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為Internet上最流行的應(yīng)用，但是節(jié)點(diǎn)的自私行為和物理網(wǎng)絡(luò)因素制約了P2P網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步發(fā)展。本文以提高P2P網(wǎng)絡(luò)可用性為目標(biāo)，在應(yīng)用模式方面應(yīng)用機(jī)制設(shè)計(jì)理論設(shè)計(jì)激勵(lì)機(jī)制促進(jìn)節(jié)點(diǎn)合作，在P2P網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)方面設(shè)計(jì)容錯(cuò)、非對稱的DHT方法提高結(jié)構(gòu)化P2P網(wǎng)絡(luò)對動態(tài)、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的適應(yīng)性，具體如下： ①針對P2P網(wǎng)絡(luò)用戶的自私行為導(dǎo)致P2P流媒體網(wǎng)絡(luò)可用性下降的問題，提出一種成本共享流模

2、型CSII(Cost-Sharing-Streaming)。CSII使用一種分簇的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：在簇內(nèi)，簇首節(jié)點(diǎn)使用資源定價(jià)機(jī)制激勵(lì)節(jié)點(diǎn)貢獻(xiàn)帶寬資源，在簇間，執(zhí)行拓?fù)鋬?yōu)化的分簇算法。資源定價(jià)機(jī)制具有激勵(lì)相容性，可以激勵(lì)節(jié)點(diǎn)披露真實(shí)的鏈路成本信息，這保證了拓?fù)鋬?yōu)化算法的有效性。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：CSII可以補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)的流量成本、激勵(lì)節(jié)點(diǎn)貢獻(xiàn)帶寬資源、增加節(jié)點(diǎn)之間的合作、優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、降低網(wǎng)絡(luò)整體成本和每個(gè)節(jié)點(diǎn)的分?jǐn)偝杀尽?②針對客戶

3、節(jié)點(diǎn)的動態(tài)性和自私性導(dǎo)致混合結(jié)構(gòu)流媒體網(wǎng)絡(luò)的資源穩(wěn)定性下降的問題，提出一種激勵(lì)機(jī)制。Internet內(nèi)容提供商(ICP)作為這種激勵(lì)機(jī)制的組織者承擔(dān)組織成本，但是能夠通過客戶節(jié)點(diǎn)提供的上傳帶寬資源擴(kuò)大服務(wù)規(guī)模并獲得更高的凈收益。針對帶寬資源緊張的情況下激勵(lì)機(jī)制產(chǎn)生的組織成本增加、客戶節(jié)點(diǎn)成本增加的問題，分析混合結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)容量增長模式和激勵(lì)機(jī)制之間的相互關(guān)系，得到影響激勵(lì)相容性的臨界容量和臨界服務(wù)強(qiáng)度等參數(shù)的計(jì)算方法。理論分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明

4、，客戶節(jié)點(diǎn)通過貢獻(xiàn)資源、降低動態(tài)性可以獲得更高的凈收益，而ICP也可以少量的機(jī)制組織成本獲得更好的“成本-收益”關(guān)系。 ③針對已有DHT(DistributedHashTable)方法在實(shí)際Internet環(huán)境中面臨的可用性問題，提出一種能夠更好地適應(yīng)動態(tài)、異構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的A-DHT方法。A-DHT方法基于非對稱的Hyper-deBruijn圖構(gòu)建，它在圖結(jié)構(gòu)上的非對稱性和Internet節(jié)點(diǎn)的異構(gòu)性相適應(yīng)：A-DHT根據(jù)帶寬和

5、計(jì)算能力等可用資源差異把所有節(jié)點(diǎn)分成胖節(jié)點(diǎn)和瘦節(jié)點(diǎn)兩類；胖節(jié)點(diǎn)具有更高的帶寬和出/入度，形成快速轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)并承擔(dān)更多的消息轉(zhuǎn)發(fā)任務(wù)；瘦節(jié)點(diǎn)以較少的出/入度維護(hù)和胖節(jié)點(diǎn)之間的鏈路以及瘦節(jié)點(diǎn)之間的冗余鏈路。相對于已有的基于規(guī)則圖的DHT方法，A-DHT利用胖節(jié)點(diǎn)之間的快速網(wǎng)絡(luò)能在輕載荷的網(wǎng)絡(luò)條件下實(shí)現(xiàn)更優(yōu)的“節(jié)點(diǎn)度數(shù)-網(wǎng)絡(luò)直徑”折衷關(guān)系。相對于基于字母表的常數(shù)度DHT方法，A-DHT中瘦節(jié)點(diǎn)的冗余鏈路提供了更多的容錯(cuò)路由，提高了容錯(cuò)性。論文還