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基于P2P的异构即时通讯系统的研究与实现

作　者: 赵晨新
导　师: 常桂然
学　校: 东北大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: P2P DHT Chord 即时通讯系统资源定位
分类号: TP393.09
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 77次
引　用: 1次
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内容摘要

P2P技术作为互联网领域的一项新兴技术,以其非中心化、可扩展性强、负载均衡和健壮性等特点迅速成为计算机领域研究及应用的热点。当今的P2P技术正以日新月异的速度向前发展,财富杂志更将P2P列为影响Internet未来的四项科技之一。在即时通讯(IM)领域,由于多家公司和组织都推出了自己富有特色的即时通讯平台,但由于商业、协议兼容性等因素造成这些平台大多不能彼此通信,这给互联网用户的交流带来了极大不便。本文所设计实现的基于P2P的异构即时通讯系统就是为了解决该问题而提出的,该系统的核心思想是在P2P网络中快速定位一个中转节点用于异构通讯双方的消息传输。本文首先对包括P2P拓扑结构、DHT路由原理等关键技术进行了研究与分析,并结合异构即时通讯需求提出了合理的解决方案,构造了系统原型,并对该系统中的网络实体进行了结构分析和功能设计。在系统设计的核心部分,本文提出了一种适合该系统应用需求的DHT节点命名机制,并对传统的DHT资源发现算法进行了扩展,然后基于DHT完全分布式结构化网络提出了一种高效的中转节点发现算法,并在此基础上设计了中转服务资源在P2P网络上的发布和定位算法。随后本文就异构通信的关键流程进行了研究与设计,针对该系统应用修改了DHT网络中节点的加入和退出算法并初步确定了系统的管理和更新策略。该系统原型采用了基于XMPP开源协议的SIP-communicator和Open-Chord平台,并在此基础上实现了用于异构通信的关键模块。由于时间和实验条件所限,在实现部分对系统进行了适当的简化。最后,通过系统关键模块和中转节点发现算法的测试,发现本系统在充分保证命中率的同时可以兼顾网络的负载均衡,进而论证了该系统在因特网上大规模部署的可行性。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第1章绪论  10-14
  1.1 研究背景  10-11
  1.2 研究意义  11
  1.3 研究内容  11-12
  1.4 本论文所完成工作  12
  1.5 论文组织安排  12-14
第2章 P2P网络拓扑及算法分析  14-28
  2.1 P2P的定义  14
  2.2 P2P网络中的拓扑结构研究  14-16
  2.3 复杂P2P网络拓扑模型  16-18
    2.3.1 Internet拓扑模型  16-17
    2.3.2 Small World网络  17-18
  2.4 DHT路由原理  18-19
  2.5 主流DHT协议介绍  19-22
    2.5.1 缓冲阵列路由协议  19-20
    2.5.2 一致性哈希  20-22
  2.6 非结构化P2P搜索算法  22-24
    2.6.1 Gnutella洪泛  23
    2.6.2 迭代加深  23
    2.6.3 随机漫步  23
    2.6.4 Gnutella2  23-24
  2.7 对研究内容有重大影响的几个方面  24-26
    2.7.1 度数和直径的折衷关系(tradeoff)对发现算法的影响  24-25
    2.7.2 Small World理论对P2P发现技术的影响  25
    2.7.3 语义查询和DHT的矛盾  25-26
  2.8 P2P发现技术研究的成果与不足  26
  2.9 小结  26-28
第3章基于P2P的异构即时通讯系统设计  28-52
  3.1 传统即时通讯实现原理分析  28-30
    3.1.1 IM技术原理和工作方式  28-29
    3.1.2 IM通讯方式  29-30
  3.2 现有即时通讯协议接入P2P网络可行性研究  30-31
  3.3 主流DHT网络和方案选取  31-33
    3.3.1 主流DHT网络介绍  31-32
    3.3.2 Chord简介  32-33
  3.4 基于P2P的异构即时通讯系统原型设计  33-35
  3.5 系统中相关网络实体的结构和功能设计  35-36
  3.6 P2P网络中即时通讯实体命名机制  36-38
  3.7 P2P网络中中转服务的发布和定位  38-46
    3.7.1 中转服务资源发布方式的选取  38-41
    3.7.2 中转服务资源在P2P网络上的发布  41-44
    3.7.3 中转服务资源在P2P网络上的定位  44-46
  3.8 异构即时通讯平台互联关键流程研究与设计  46-48
  3.9 管理和更新策略  48-50
    3.9.1 系统全局变量更新策略  48-49
    3.9.2 节点的加入和离开  49-50
  3.10 小结  50-52
第4章基于P2P的异构即时通讯系统实现  52-62
  4.1 系统模块划分  52-54
    4.1.1 客户端模块划分  52-53
    4.1.2 中转节点模块划分  53-54
  4.2 各模块详细设计  54-58
    4.2.1 散列模块设计  54-55
    4.2.2 定位模块设计  55-56
    4.2.3 发布模块设计  56-57
    4.2.4 转发模块设计  57-58
  4.3 系统封装  58-60
    4.3.1 OSGi平台介绍  58-60
    4.3.2 封装具体实现  60
  4.4 小结  60-62
第5章系统测试与分析  62-68
  5.1 测试环境  62
  5.2 系统测试  62-63
  5.3 有关发布域的测试  63-67
    5.3.1 理论证明  63-65
    5.3.2 模拟测试  65-67
  5.4 小结  67-68
第6章总结与展望  68-72
  6.1 总结  68-69
  6.2 未来展望  69-72
参考文献  72-75
致谢  75

基于P2P的异构即时通讯系统的研究与实现

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