Db_Kad：一种基于网络时延信息的Kademlia改进算法

论文摘要

P2P技术,也称对等网络(Peer to Peer)技术,它与客户端/服务器(Client/ Server)结构(也就是WWW所采用的结构方式)的一个本质区别是:网络中的所有节点既作为客户端又提供服务。近年来,P2P技术正逐渐成为技术界的一个热门话题,P2P技术不仅为个人用户提供了前所未有的自由和便利,同时也试图有效地整合互联网的潜在资源,将基于网页的互联网转变成动态存取自由交互的海量信息网络。P2P技术以其强大的技术潜力引起了人们越来越多的关注,它被广泛地应用在文件共享、分布计算、协同工作、即时通讯等方面。本文首先研究了对等网络P2P系统的拓扑结构及资源定位模型,对P2P领域的热点问题:结构化覆盖网(Structure Overlay Network)以及基于覆盖网的DHT路由算法进行了研究。从体系结构、路由效率、节点加入/退出机制、平均路径长度等方面对比了Chord、CAN、Pastry、Tapestry、Kademlia等DHT路由算法。在分析上述P2P系统路由协议的基础上,针对Kademlia路由协议中物理网络和覆盖网络拓扑不匹配的问题,本文改进了Kademlia的资源定位过程,充分利用Internet网络的运行状态信息,提出了一种基于网络时延信息的Kademlia算法:Db_Kad。实验表明,在收敛速度不变的前提下,改进算法的平均查询速度有了明显的提高。最后,在分析P2P文件共享软件对Internet的影响的基础上,我们对基于Db_Kad的BT客户端进行了改进,基于时延信息进行资源选择。模拟实验表明,基于时延的BT客户端程序,具有以下优点:节点可以灵活选择下载节点,避免了“拥塞链路更加拥塞”的问题;改善了整体网络性能,降低了P2P应用对传统Internet业务的资源侵占;同时提高了P2P下载者的下载速度。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 国内外DHT技术研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 课题的主要工作
• 1.4 论文的内容安排
• 第2章 对等网络的拓扑结构及资源定位模型
• 2.1 集中式网络拓扑结构
• 2.2 分布式非结构化网络拓扑结构
• 2.3 基于DHT的分布式网络拓扑结构
• 2.3.1 HASH函数
• 2.3.2 DHT分布式HASH表
• 2.3.3 Tapestry
• 2.3.4 Pastry
• 2.3.5 Chord
• 2.3.6 CAN
• 2.3.7 Kademlia
• 2.3.8 五种典型DHT路由算法的比较
• 2.4 混杂模式网络拓扑结构
• 2.5 本章小结
• Kad'>第3章 基于时延的Kademlia路由算法：Db_Kad
• Kad结构设计'>3.1 Db_Kad结构设计
• 3.1.1 红黑树
• Kad的存储结构'>3.1.2 Db_Kad的存储结构
• 3.2 节点加入和离开
• Kad查找算法'>3.3 Db_Kad查找算法
• Kad算法的性能测试与分析'>3.4 Db_Kad算法的性能测试与分析
• 3.4.1 测试系统环境
• 3.4.2 实验结果与分析
• Kad 算法的性能测试与分析'>3.5 Db_Kad 算法的性能测试与分析
• 3.5.1 测试系统环境
• 3.5.2 实验结果与分析
• 3.6 本章小结
• Kad 的Trackerless BitTorrent'>第4章 基于Db_Kad 的Trackerless BitTorrent
• 4.1 P2P 文件共享业务对Internet 的影响
• Kad 的BitTorrent 算法'>4.2 基于Db_Kad 的BitTorrent 算法
• 4.2.1 Trackerless BitTorrent 协议
• 4.2.2 Torrent 文件扩展
• 4.2.3 KRPC Protocol
• Kad 的BT 客户端'>4.3 基于Db_Kad 的BT 客户端
• Kad 的BT 客户端模拟实验及性能分析'>4.4 基于Db_Kad 的BT 客户端模拟实验及性能分析
• 4.4.1 模拟实验的设计思想
• 4.4.2 实验模拟环境
• 4.4.3 模拟实验及性能分析
• 4.5 本章小节
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢