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基于chord的分布式搜索协议的研究与改进

作 者: 廖晓娜
导 师: 鹿凯宁
学 校: 天津大学
专 业: 信息与通信工程
关键词: p2p chord C2chord 资源定位 P2PSim
分类号: TP393.02
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
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内容摘要


目前互联网上的计算机通信环境日益复杂,P2P(peer to peer)作为混合网络中的一个重要部分,受到人们广泛的关注,围绕P2P覆盖网络进行的研究多种多样。能否高效的进行网络中的资源定位,作为P2P网络研究的重点问题之一,直接关系到P2P网络后续资源共享的成功与否。在研究者们提出的各种资源定位算法中,典型的代表有MIT提出的Chord算法,该算法为基于DHT的结构化的查找算法,具有可扩展性好、负载平衡性好以及可靠等诸多优点,同时也存在一些不足。本文对经典的结构化的chord资源查找定位算法进行了详细研究,包括对chord协议的算法实现以及基本特点进行的分析,并以此为基础进行了优化改进。从搜索查找算法存在的几点不足入手,研究并提出了改进的算法C2chord。改进算法从拓扑结构与路由表两个方面,针对搜索所需要的跳数进行优化,将双层路由与三阶路由表项相结合,减少了整个过程中所需要的查找跳数,同时,在原来单向查找的基础上,配合使用反向查询,使得整个查找过程的时延减少。另外,针对chord协议逻辑网络与实际物理网络相分离造成的时延大,路由效率低的问题,提出了在进行分层时,使用网络的网络地址与主机地址作为结点分层标识,使得物理相邻的结点在逻辑上更近,从而减少时延。为了使网络具有更好的可靠性,在分层时使用了性能好的结点作为主结点与备份主结点,提高了整个系统的容错性,也更有效的利用了结点的性能。最后,通过使用仿真系统P2PSim,对所提出的优化后的C2chord算法进行了仿真实验,比较chord算法与C2chord算法的性能,从而证明了改进后的协议,对资源搜索定位的效率进行了提升,从仿真情况看,时延降低了至少20%,减少了查找跳数,比原算法具有更好的性能。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章 绪论  7-10
  1.1 研究背景及意义  7-8
  1.2 国内外研究现状  8
  1.3 本文的主要工作  8-9
  1.4 论文结构  9-10
第二章 P2P 概述情况  10-16
  2.1 P2P 网络的概念  10
  2.2 P2P 网络的特点与应用  10-11
  2.3 P2P 拓扑结构的简述  11-16
    2.3.1 集中式网络  12
    2.3.2 全分布式的非结构化结构简述  12-13
    2.3.3 全分布式结构化 P2P 简述  13-14
    2.3.4 混合式网络  14-16
第三章 P2P 网络中的资源定位搜索算法简介  16-30
  3.1 哈希函数理论简介  16-18
    3.1.1 哈希函数  16
    3.1.2 分布式哈希表(DHT)简介  16-18
  3.2 基于 DHT 的 P2P 资源搜索算法  18-22
    3.2.1 CAN  18-20
    3.2.2 Pastry  20-22
    3.2.3 Tapestry  22
  3.3 Chord  22-30
    3.3.1 资源数据搜索算法  24-27
    3.3.2 结点的加入  27-29
    3.3.3 结点异常处理  29-30
第四章 Chord 算法的分析与改进  30-45
  4.1 常见术语  30-31
  4.2 Chord 算法改进点分析  31-32
  4.3 双层查找 C2chord  32-40
    4.3.1 C2chord 的组成结构  32-35
    4.3.2 资源搜索定位过程  35-37
    4.3.3 结点加入网络  37-39
    4.3.4 网络的维护  39-40
  4.4 引入反向查找的 C2chord 算法  40-42
    4.4.1 算法过程  41-42
  4.5 改进方案性能分析  42-45
第五章 仿真与最终结果  45-56
  5.1 仿真工具的选择  45-56
    5.1.1 常用的 P2P 仿真工具  45-47
    5.1.2 P2PSim  47-50
    5.1.3 P2PSim 的安装与使用  50-51
    5.1.4 仿真与结果分析  51-56
第六章 总结与展望  56-57
参考文献  57-60
发表论文和参加科研情况说明  60-61
致谢  61

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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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