基于在線概率的P2P文件共享系統(tǒng)的動力學建模.pdf

1、隨著互聯(lián)網(wǎng)的不斷普及和網(wǎng)絡技術的迅猛發(fā)展，P2P(peer to peer)文件共享技術得到了越來越廣泛的應用。據(jù)統(tǒng)計，P2P文件共享已成為承載大部分網(wǎng)絡流量的主流互聯(lián)網(wǎng)應用。因此，對P2P文件共享系統(tǒng)進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)點構成了一個復雜網(wǎng)絡。整個文件共享網(wǎng)絡無中心控制機制，按照一種自組織的方式運行。由于網(wǎng)絡中用戶行為的隨機性以及其它一些隨機因素的影響，用戶節(jié)點加入和退出網(wǎng)

2、絡也是隨機的。節(jié)點的加入和退出會引起系統(tǒng)拓撲結構的變化。為了更加精確地刻畫節(jié)點行為的隨機性，更加準確地描述系統(tǒng)的演化過程，本文在系統(tǒng)建模中引入了節(jié)點在線概率的概念，建立了基于在線概率的動力學模型。本文所做的工作主要集中在以下幾個方面:
　　第一，研究了P2P文件共享系統(tǒng)中的用戶行為問題。首先，本文運用泊松分布分析了系統(tǒng)中節(jié)點的上下線行為，并且給出了節(jié)點加入系統(tǒng)的上線概率表達式。然后，我們對節(jié)點加入和退出系統(tǒng)的行為進行分析，得出了節(jié)

3、點在線概率近似服從正態(tài)分布的結論。
　　第二，研究了基于在線概率的動力學建模問題。本文從借貸關系的角度出發(fā)，對P2P文件共享系統(tǒng)的運行過程進行了分析，定義了系統(tǒng)模型中的有關變量。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)的動力學模型。
　　第三，對P2P文件共享系統(tǒng)中的相關算法進行改進，提出了基于在線概

4、率的節(jié)點選擇算法、帶寬分配算法和節(jié)點阻塞算法。進一步，我們根據(jù)算法的具體表達式得到了系統(tǒng)具體的基于在線概率的動力學方程。
　　第四，通過仿真實驗，驗證了基于在線概率的動力學模型的正確性。本文首先設計了兩個仿真實例，分別分析了當系統(tǒng)節(jié)點上傳帶寬遠大于文件請求速率和節(jié)點上傳帶寬遠小于文件請求速率時的動力學模型中的節(jié)點狀態(tài)演化曲線，進而對動力學模型的正確性進行了驗證。然后通過對采用等概率算法和在線概率算法的動力學模型分別進行仿真分析，驗