基于在線概率的P2P文件共享系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)建模.pdf

1、隨著互聯(lián)網(wǎng)的不斷普及和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，P2P(peer to peer)文件共享技術(shù)得到了越來越廣泛的應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，P2P文件共享已成為承載大部分網(wǎng)絡(luò)流量的主流互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。因此，對(duì)P2P文件共享系統(tǒng)進(jìn)行建模研究具有重要的意義。
　　在P2P文件共享系統(tǒng)中，加入系統(tǒng)的所有用戶節(jié)點(diǎn)構(gòu)成了一個(gè)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)。整個(gè)文件共享網(wǎng)絡(luò)無中心控制機(jī)制，按照一種自組織的方式運(yùn)行。由于網(wǎng)絡(luò)中用戶行為的隨機(jī)性以及其它一些隨機(jī)因素的影響，用戶節(jié)點(diǎn)加入和退出網(wǎng)

2、絡(luò)也是隨機(jī)的。節(jié)點(diǎn)的加入和退出會(huì)引起系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化。為了更加精確地刻畫節(jié)點(diǎn)行為的隨機(jī)性，更加準(zhǔn)確地描述系統(tǒng)的演化過程，本文在系統(tǒng)建模中引入了節(jié)點(diǎn)在線概率的概念，建立了基于在線概率的動(dòng)力學(xué)模型。本文所做的工作主要集中在以下幾個(gè)方面:
　　第一，研究了P2P文件共享系統(tǒng)中的用戶行為問題。首先，本文運(yùn)用泊松分布分析了系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)的上下線行為，并且給出了節(jié)點(diǎn)加入系統(tǒng)的上線概率表達(dá)式。然后，我們對(duì)節(jié)點(diǎn)加入和退出系統(tǒng)的行為進(jìn)行分析，得出了節(jié)

3、點(diǎn)在線概率近似服從正態(tài)分布的結(jié)論。
　　第二，研究了基于在線概率的動(dòng)力學(xué)建模問題。本文從借貸關(guān)系的角度出發(fā)，對(duì)P2P文件共享系統(tǒng)的運(yùn)行過程進(jìn)行了分析，定義了系統(tǒng)模型中的有關(guān)變量。然后，分析了影響系統(tǒng)演化的主要因素，包括用戶行為、文件屬性、硬件條件和軟件算法，隨后，通過引入在線概率以及對(duì)系統(tǒng)演化過程的分析，建立了基于在線概率的P2P文件共享系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型。
　　第三，對(duì)P2P文件共享系統(tǒng)中的相關(guān)算法進(jìn)行改進(jìn)，提出了基于在線概

4、率的節(jié)點(diǎn)選擇算法、帶寬分配算法和節(jié)點(diǎn)阻塞算法。進(jìn)一步，我們根據(jù)算法的具體表達(dá)式得到了系統(tǒng)具體的基于在線概率的動(dòng)力學(xué)方程。
　　第四，通過仿真實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了基于在線概率的動(dòng)力學(xué)模型的正確性。本文首先設(shè)計(jì)了兩個(gè)仿真實(shí)例，分別分析了當(dāng)系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)上傳帶寬遠(yuǎn)大于文件請(qǐng)求速率和節(jié)點(diǎn)上傳帶寬遠(yuǎn)小于文件請(qǐng)求速率時(shí)的動(dòng)力學(xué)模型中的節(jié)點(diǎn)狀態(tài)演化曲線，進(jìn)而對(duì)動(dòng)力學(xué)模型的正確性進(jìn)行了驗(yàn)證。然后通過對(duì)采用等概率算法和在線概率算法的動(dòng)力學(xué)模型分別進(jìn)行仿真分析，驗(yàn)