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DHT网络节点行为测量与分析

作　者: 李连鹏
导　师: 方滨兴
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 计算机科学与技术
关键词: BitTorrent DHT 网络测量节点行为
分类号: TP393.06
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 43次
引　用: 0次
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内容摘要

BitTorrent协议的出现,特别是DHT(Distributed Hash Table,简称DHT)网络的快速发展,给文件共享和下载方式带来了一场变革。DHT网络的用户规模和文件数量近几年来呈爆炸性的增长,其庞大的用户规模已经对互联网产生了一定的影响。DHT网络在带来便利的同时,也带来诸如版权保护等许多问题,这些激发了国内外学者们对DHT网络的研究热情。当前关于DHT网络的研究主要集中于理论分析、测量与性能改进和安全性研究等方面。本文主要进行DHT网络测量方面的研究。DHT网络测量的内容分为拓扑、协议、行为等多个方面。测量方法主要分为主动测量和被动测量两种。主动测量方法使用爬虫主动加入DHT网络,获取相关的网络特性和节点信息。被动测量方法一般在网络不同位置部署一定数量的测量节点,这些节点能够在不影响网络的情况下记录网络的状况。本文主要设计主动测量和被动记录功能相结合的DHT测量系统,收集DHT网络中的节点信息,并对其统计特性进行分析测量。本文首先介绍了相关背景技术,分析了国内外研究现状,然后分析了主动和被动的测量方法,并重点讨论了主动测量中的三个测量策略。在此基础上,本文设计并实现了DHT测量系统,借助该系统实验比较了三种DHT测量策略的优劣,最终选取了随机测量策略并对其进行了修改,以求达到最好的测量效果。本文的DHT测量系统对BitTorrent 4.1.0以上版本所支持的DHT网络进行了长达一个多月的测量。通过分析实验结果获得了DHT网络中一些重要的节点行为特性:节点ID分布、节点ID和IP的对应关系、节点距离分布、节点响应时间、节点活跃度、节点发布peer消息的成功率,这些为协议设计与优化、网络模拟、安全管理等方面提供了基础性支持。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-23
  1.1 课题背景  9
  1.2 P2P技术简介  9-11
  1.3 BitTorrent简介  11-13
  1.4 分布式散列表  13-16
    1.4.1 特性  13-14
    1.4.2 结构  14-16
  1.5 Kademlia协议  16-19
    1.5.1 异或距离  17-18
    1.5.2 查询  18
    1.5.3 K桶与路由表  18-19
  1.6 国内外研究现状  19-22
  1.7 本章小结  22-23
第2章 DHT测量关键技术  23-37
  2.1 概述  23
  2.2 BT中的DHT协议  23-26
    2.2.1 B编码  24
    2.2.2 DHT查询  24-26
  2.3 DHT的测量方法  26-28
    2.3.1 测量节点被动记录数据的测量方法  27
    2.3.2 爬虫主动测量的测量方法  27-28
  2.4 DHT的测量策略  28-33
    2.4.1 简单测量策略  28-30
    2.4.2 轮询测量策略  30-31
    2.4.3 随机测量策略  31-33
  2.5 DHT测量策略分析  33-36
    2.5.1 DHT测量策略的比较  33-34
    2.5.2 DHT测量策略的改进  34-36
  2.6 本章小结  36-37
第3章 DHT测量系统设计和实现  37-48
  3.1 概述  37
  3.2 Twisted简介  37-38
  3.3 DHT测量系统设计和实现  38-47
    3.3.1 主要对象的设计  38-41
    3.3.2 主要的程序流程  41-44
    3.3.3 数据库设计及程序配置说明  44-47
  3.4 本章小结  47-48
第4章 DHT测量结果分析  48-58
  4.1 概述  48
  4.2 节点ID分布  48-50
  4.3 节点ID和IP的对应关系  50-52
  4.4 节点距离分布  52-53
  4.5 响应时间  53-55
  4.6 节点活跃度  55-56
  4.7 发布peer消息的成功率  56-57
  4.8 本章小结  57-58
结论  58-60
参考文献  60-65
致谢  65

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