基于IS-P2P结构的分布式数据共享系统研究
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摘 要
Peer-to-Peer(P2P)网络技术是目前国际计算机网络技术领域的一个研
究 热 点 ，其 主 要 目 的就 是 充 分 利 用 互 联网 中 所 蕴 含 的 潜 在资 源 。而 P2P路
由 网 络 模 型研 究 则 一 直 是 P2P网 络 技 术 研 究 的一 个 重 要 组 成 部 分。如 何 在
P2P网络中进行高效的消息路由是提高网络可扩展性、解决P2P网 络 带 宽
吞 噬 问 题 的关 键 所 在 ，这 些 问 题 解决 的 好 坏 直 接 影 响 P2P应 用 的 有 效 性 和
P2P技 术 的 进 一步 发 展 。
首 先 本 文 在 分 析 几 种 典 型 的 对 等 网 络 应 用 系 统 的 结 构 和 性 能 的 基 础
上 提 出 了 一 种 新 型 的 P2P 分 布 式 文 件 共 享 系 统 应 用 的 系 统 架 构
——IS-P2P，并 且 针 对 IS-P2P网 络 结 构 ，提 出 了 基 于 双 向定 位 的 数 据 定 位
算 法 BIRChord。它 以 IS-P2P的 系 统 架 构 和 散列 函 数 为 基 础 ，克 服 了 P2P网
络 系 统 存 在的 单 点 失 效 、广 播 泛 洪 、DHT迁 移 等 问 题 ，从 而 获 得 良好 的 系
统稳定性和查询高效性。文章详细阐述了基于双向定位的数据定位算法
BIRChord的 资 源 定 位模 式 ，并 通 过 测 试证 明 了 BIRChord比 传 统 Chord算 法
具 有 更 高 的路 由 效 率 。
其 次 ， 文 章 提 出 了 P2P 分布式文件共享系统的资源索引管理技术。
IS-P2P中 的 资 源 索 引 管 理 包括 普 通 节 点 管 理 、索引 节 点 管 理 两 个 部 分，它
们是基于双向定位的数据定位算法BIRChord的，而资源ID和资源描述文
档 则 是 IS-P2P系 统 资 源 索引 管 理 的 基 本 要 素 。普 通 节 点 的资 源 索 引 管 理 的
任务是解析共享资源，形成资源索引文档并向请求节点提供应用服务；
索 引 节 点 的资 源 管 理 主 要 是 维护 资 源 索 引 目 录 ，向 节 点 提 供 查 询 服务 。
再 次 ，针 对 P2P分 布 式 文 件共 享 系 统 的 资 源索 引 管 理 技 术 ，本 文 设 计
了一套资源查询机制。为了提供查询的高效性和可靠性，该机制提供两
种 查 询 模 式——简 单 XP查 讯 和 复杂 XP查 讯 。
最后本文通过对基于IS-P2P 校园网资源共享平台的性能测试证明了
基于双向定位的数据定位算法BIRChord 的IS-P2P 分布式文件共享系统能
够 适 应 P2P网 络 的 特 点 ， 提供 高 效 、 稳 定 的 服务 。
关键字：对 等 网络 ， 文 件 共 享 ， 资源 定 位 ， 结 构 化 网络 模 型
ABSTRACT
Peer-to-Peer network technology currently is a hotspot in the
international computer network researching field. The main purpose is to
fully utilize the potential resources of interest, which includes computing
resources, storage resources and file resources, etc. The study of P2P
routing network model is always an important component in the research of
P2P network. How to route efficiently in P2P network is the key to improve
network scalability and resolve the network bandwidth consuming problem.
Whether these problems can be solved will directly affect the efficiency of
P2P applications and the further development of P2P technology.
At first, This paper advance a new network structure—IS-P2P for P2P
resource sharing system by analysing the architecture and performance of
several typical P2P application. And the paper advance a new mode based
on a bidirectional routing mechanism algorithm BIRChord puts forward,
which is based on the IS-P2P architecture and hash function. The resource
locating mode based on BIRChord can resolve some problems in the
intrinsic modes such as unique-point-disabled, broadcast flooding and DHT
moving. In this paper, we especially expound the way it uses to control the
move of DHT. We proved the mechanism algorithm BIRChord can provide
more efficiently routing effect than algorithm Chord by testing.
Second, the resources indexing management of system distributed P2P
resource sharing system is introduced in the paper. The index management
includes two essential elements: RID and resource description document, it
is the base of the resources locating mode based on BIRChord.It manages 3
parts, normal nodes, super nodes, and the server. And each part has some
especial function.
Third, the paper designs a query mechanism for the indexing
management technology. It includes of simple SN query mode，complex SN
query mode. Now we can have a efficiently and credibility query in the
IS-P2P system.
At last of the paper, we proved the model of IS-P2P based on
bidirectional routing mechanism algorithm BIRChord can provide the
efficiently and stable service for P2P network by testing the P2P resource
sharing system.
KEY WORDS ：Peer-to-Peer Network, files sharing, resource location,
Structured P2P System.
目 录
摘 要
ABSTRACT
第 一 章 绪 论 ...........................................................................................................1
§1.1 课 题 研 究 背 景 ............................................................................................. 1
§1.2 研 究 现 状 和 存 在的 问 题 ........................................................................... 2
§1.3 本 文 的 主 要 工 作 .........................................................................................4
§1.4 论 文 结 构 ...................................................................................................... 5
第 二 章 P2P 技 术 概 述 ................................................................................................ 6
§2.1 因 特 网 的 发 展 和 P2P 的 演 变 ..................................................................6
§2.1.1 早 期 的 因 特网 就 是 P2P(1969-1995) ..........................................6
§2.1.2 因 特 网 大 爆炸 时 期 的 网 络 模 型 (1995-1999) ........................... 7
§2.1.3 P2P 应 用 重 新 出现 在 因 特 网 上 (2000- ) .....................................7
§2.2 P2P 网 络 的 分 类 .......................................................................................... 8
§2.2.1 非 结 构 化 P2P 系 统 ........................................................................ 8
§2.2.2 结 构 化 P2P 系 统 ...........................................................................11
§2.3 本 章 小 结 ....................................................................................................16
第 三 章 分 布 式 文 件共 享 系 统 网 络 模 型设 计 .....................................................17
§3.1 设 计 目 标 ....................................................................................................17
§3.2 模 型 结 构 ....................................................................................................17
§3.2.1 索 引 网 络 ........................................................................................ 18
§3.2.2 索 引 对 等 点 XP ............................................................................. 18
§3.2.3 普 通 对 等 点 CP ............................................................................. 19
§3.3 IS-P2P 结 构 特 点 .......................................................................................19
§3.4 本 章 小 结 ....................................................................................................21
第 四 章 分 布 式 文 件共 享 系 统 资 源 定 位 及查 询 算 法 设 计 .............................. 22
§4.1 分 布 式 文 件 共 享系 统 网 络 资 源 定 位算 法 设 计 ..................................22
§4.1.1 Chord 算 法 分 析 ............................................................................. 22
§4.1.2 基 于 双 向 定位 的 P2P 数 据 定 位 算法 BIRChord ...................25
§4.1.3 性 能 测 试 ........................................................................................ 36
§4.2 分 布 式 文 件 共 享系 统 资 源 索 引 管 理机 制 设 计 ..................................40
§4.2.1 本 地 资 源 索引 管 理 ........................................................................40
§4.2.2 索 引 节 点 的资 源 索 引 管 理 .......................................................... 44
§4.3 分 布 式 文 件 共 享系 统 索 引 查 询 机 制设 计 ......................................... 48
§4.3.1 资 源 搜 索 机制 ............................................................................... 48
§4.3.2 资 源 搜 索 流程 ............................................................................... 50
§4.4 本 章 小 结 ....................................................................................................52
第五章 分布式文件共享系统应用――基 于 IS-P2P 网络的校园网资源共
享 平 台 设 计 ..................................................................................................................53
§5.1 建 立 基 于 IS-P2P 校 园 网 资 源 共 享平 台 的 必 要 性 .......................... 53
§5.1.1 校 园 网 的 特点 ............................................................................... 53
§5.1.2 校 园 网 资 源共 享 存 在 的 问 题 .................................................... 54
§5.2 设 计 目 标 ....................................................................................................54
§5.3 系 统 设 计 ....................................................................................................55
§5.3.1 用 户 界 面 模块 ............................................................................... 56
§5.3.2 P2P 网 络 模 块 ................................................................................. 57
§5.3.3 共 享 文 件 处理 模 块 ...................................................................... 60
§5.3.4 文 件 传 输 模块 ............................................................................... 61
§5.3.5 散 列 算 法 模块 ............................................................................... 63
§5.3.6 底 层 传 输 模块 ............................................................................... 63
§5.4 系 统 测 试 ....................................................................................................64
§5.5 本 章 小 结 ....................................................................................................67
第 六 章 结 束 语 ...........................................................................................................68
参 考 文 献 ...................................................................................................................... 69
在 读 期 间 公开 发 表 的 论 文 和 承担 科 研 项 目 及 取 得成 果 .................................73
致 谢 ...........................................................................................................................74
第一章 绪 论
1
第一章 绪 论
§1.1 课题研究背景
随 着 各 类 数 字 终 端 、 服 务 器 、 网 络 带 宽 等 资 源 持 续 保 持 类 摩 尔 定 律
式的增长，通过更直接的共享方式来提高沟通效率，减少资源浪费并保
障信息服务安全将为信息社会带来新一轮的发展高潮【1】。随着网络规模
越来越大，连入网络中的设备以及计算单元的数量和种类也越来越多，
然而这些设备以及计算单元并没有得到充分的利用，如果能够将这些设
备以及计算单元的处理器计算能力、磁盘存储能力以及网络带宽等资源
进行充分利用将会有效缓解目前互联网所面临的一些问题。
Peer-to-Peer(P2P)网络技术正是这种新共享方式的主要候选者之一，其主
要目的就是充分利用互联网中所蕴含的潜在资源[2 ][ 3] 。 在 P2P网 络 中 ， 各
个节点都是逻辑对等的，与目前互联网上比较流行的客户/服 务 器
(Client/Sever)计 算 模 式 不同 的 是 ：P2P计 算 模 式 中 不 再区 别 服 务 器 (Server)
以 及 客 户 (Client) ，系统中的各个节点兼备两者功能，被称为对等机
(Servent)。就目前发展状况而言，P2P技术为服务共享、分布式计算和信
息 交 流 提 供了 更 灵 活 高 效 的 模式 ， 也 为 信 息 技术 的 发 展 带 来 了 新的 挑 战 。
自1999年 以 来 ，Peer-to-Peer( P2P)网 络 模 式 就 逐 渐成 为 了 研 究 和 应 用
的 热 点 。其 实 ，如 果 我们 回 顾 一 下 历 史 ，我 们 会 发 现 在 WWW刚 刚 出现 时 ，
P2P就 是 互 联 网的 本 质 特 征 之 一 。人 们 各 自 建立 网 页 、互 相 做 链 接，而 上
网是沿着链接冲浪。但是正是受制于当时互联网的低网络带宽和端计算
的弱能力，当Yahoo和Lycos 建立了搜索引擎和门户站点后，人们的上网
方式改变了，人们总是到一个地方去获取所有信息。基于Client/Server计
算模式的网络应用模式被确立并成为其后主导Internet长 达 20年的主流技
术 。但 在 最 近 两、 三年 内 ，情 况 发 生 了 变 化。 P2P网 络 技 术 得 到 了飞 速 的
发 展 :使 用 P2P网络技术进行MP3音乐文件交换服务的Napster公司在一年
之 内 就 发 展了 6000万 个 注 册 用 户 ；用 于 太空 射 电 信 号 分 析 的大 规 模 P2P计
算 网 络 SETI@Home[5 ] 目 前 已 经 拥 有 1,000,000自 愿 者 (计 算 节点 )；即 时 消 息
通 信 (Instant Message, IM)系 统 QQ仅在中国用户量已经超过几亿人次，并
仍 在 不 断 增加 。在 P2P网 络 技 术 的推 动 下 ，互 联 网 的 信 息 存储 模 式 将 由 现
摘要：
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摘要Peer-to-Peer(P2P)网络技术是目前国际计算机网络技术领域的一个研究热点，其主要目的就是充分利用互联网中所蕴含的潜在资源。而P2P路由网络模型研究则一直是P2P网络技术研究的一个重要组成部分。如何在P2P网络中进行高效的消息路由是提高网络可扩展性、解决P2P网络带宽吞噬问题的关键所在，这些问题解决的好坏直接影响P2P应用的有效性和P2P技术的进一步发展。首先本文在分析几种典型的对等网络应用系统的结构和性能的基础上提出了一种新型的P2P分布式文件共享系统应用的系统架构——IS-P2P，并且针对IS-P2P网络结构，提出了基于双向定位的数据定位算法BIRChord。它以IS-P2P...
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作者：陈辉
分类：高等教育资料
价格：15积分
属性：77 页
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时间：2024-11-19
