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基于激励机制的对等网络流量控制研究

作　者: 黄端
导　师: 洪锋；郭忠文
学　校: 中国海洋大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 对等网络 流量控制 互联网服务提供商 激励机制
分类号: TP393.02
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


对等网络(P2P)产生的流量消耗了大量网络带宽资源,对网络运行造成了巨大压力,而且P2P流量快速增长导致跨ISP域流量不断增长,增加了ISP的运营开销,因此P2P跨域流量控制问题已成为目前研究的热点。本文将已有的解决方案归为三类:ISP控制方案,P2P应用控制方案以及二者合作控制方案。ISP控制方案可以利用网络全局信息,但需要特别设备从网络流量中分析出P2P流量。P2P应用控制方案提高了P2P应用的主动性,但P2P应用难以获取网络全局信息,因此具有盲目性。合作方案主要是由ISP提供相关网络信息,P2P应用依据信息进行邻居选择,使网络流量尽可能限制在同一ISP域中,但ISP公布网络信息会影响网络的安全性。本文提出了ISP和P2P应用隐式合作的策略(Hidden Coordination,HIC)。主要设计思路是:首先,设计基于积分的拓扑自适应机制,使得P2P结点优先选择积分高的结点作为邻居,这样有利于P2P网络流量的集中控制。积分的高低衡量了该结点对P2P系统贡献度,因此结点与高积分结点连接有利于提高查询和下载的效率。第二,ISP部署一个或多个结点到P2P应用中(称为隐藏协调者)。从外部看来,隐藏协调者的行为和普通结点完全一致,但它们可以利用ISP提供的网络信息实现P2P流量引导。隐藏协调者同时具有P2P cache的功能,减少了ISP域中对相同内容的重复跨域请求,因此有利于P2P网络整体性能的提高。第三,为隐藏协调者设计特殊策略,使其长期保持高积分,保证其处于逻辑拓扑的中心位置,进而对大部分P2P流量起到引导作用。HIC的优势是:普通P2P结点在运行过程中完全不知道隐藏协调者的存在,甚至在完全没有隐藏协调者的情况下也能正常工作;隐藏协调者不向外部暴露任何网络信息,但可以完成对P2P流量的引导。论文的主要贡献:(1)深入研究和分析了现有P2P跨域流量控制问题,在此基础上提出了ISP和P2P应用隐式合作来实现P2P流量控制的策略。HIC可以在保证网络信息安全的同时,有效降低P2P跨域流量,并缩短用户的下载时间,提高下载成功率,取得了ISP和P2P应用的双赢结果。(2)论文在NS-2仿真平台上实现了HIC和Gnutella协议,证明HIC策略的有效性。通过将HIC与Gnutella的仿真实验结果进行对比,说明HIC策略不仅可以较好地降低跨ISP域流量,而且能够保证并促进P2P网络的整体性能。

全文目录


摘要  5-7
Abstract  7-11
1 绪论  11-19
  1.1 对等网络的概述  11-15
    1.1.1 对等网络的定义  11-12
    1.1.2 对等网络的架构  12-14
    1.1.3 对等网络的应用  14-15
  1.2 对等网络跨域流量研究现状  15-17
  1.3 主要内容和主要贡献  17-18
  1.4 文章的组织结构  18-19
2 相关背景  19-32
  2.1 P2P 应用控制跨域流量策略  19-20
  2.2 P2P 缓存技术  20-21
  2.3 P2P 跨域流量合作控制策略  21-24
    2.3.1 P4P 技术简介  21-23
    2.3.2 Oracle 技术简介  23-24
  2.4 基于积分的激励机制  24-29
    2.4.1 搭便车行为的定义  24-25
    2.4.2 eMule 的积分机制  25-26
    2.4.3 Maze 的积分机制  26-29
  2.5 Gnutella 简介  29-31
  2.6 本章小结  31-32
3 HIC 的设计  32-45
  3.1 HIC 策略综述  32-33
  3.2 结点的积分策略  33-38
    3.2.1 结点的积分策略简介  33
    3.2.2 邻居列表设计  33-34
    3.2.3 基于积分的运行机制设计  34-37
    3.2.4 结点的积分策略总结与分析  37-38
  3.3 隐藏协调者的内部策略  38-44
    3.3.1 前期分析  38
    3.3.2 隐藏协调者查询热度分析策略  38-43
    3.3.3 隐藏协调者其它策略  43-44
    3.3.4 隐藏协调者原理总结  44
  3.4 本章小结  44-45
4、仿真实验及结果分析  45-57
  4.1 仿真平台及设计  45-47
    4.1.1 NS-2 介绍  45-46
    4.1.2 NS-2 应用层介绍  46
    4.1.3 仿真概要设计  46-47
  4.2 仿真方法  47-49
    4.2.1 网络拓扑设置  47-48
    4.2.2 运行参数和度量标准  48-49
  4.3 仿真结果及分析  49-56
    4.3.1 跨域流量百分比  49-52
    4.3.2 下载完成时间  52-54
    4.3.3 下载成功率  54-56
  4.4 本章小结  56-57
5 总结与展望  57-59
参考文献  59-62
致谢  62-63
个人简历  63
发表的学术论文  63

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 计算机网络 > 一般性问题 > 计算机网络结构与设计
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