csl-p2p：一种拓扑适配的p2p网络模型

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1、河南大学研究生硕士学位论文第1页1．置背景概述第l章绪论计算机对等网(Peer．．t0．Peer，简称P2P)技术是目前流行于计算机网络技术研究领域的一个热点，但P2P并不是一个新的概念。互连网在早期阶段，即ARPANET阶段，采用的就是P2P模式。由于当时计算机的处理能力、存储空间以及网络带宽等的限制，互连网并没有采用P2P模式，而是采用的客户／服务器(C／S)模式。现在，由于计算机和网络的性能发生了飞跃性的提高，同时由于C／s模式自身的不足，学术界和企业界开始重新关注P2P技术。在P2P网络中，不存在中心服

2、务器，所有的节点既是客户机，享用其它节点提供的服务，同时又充当服务器，为其它节点提供服务。P2P中的节点都是对等的，节点之间进行直接的连接与共享。P2P模式能让互连网上的闲散资源得到充分的利用，网络的容错性能也大大提高。在P2P网络中，信息的传播更加迅速，同时也优化了网络的带宽利用情况。P2P技术已经被应用于文件共享、分布式计算、协同工作、即时通讯等许多领域。目前，关于P2P技术研究的一个主要问题是搜索问题，研究P2P网络的搜索技术具有重要的学术意义和实用意义吼从学术意义上讲，P2P网络上资源的存在形式对搜索技

3、术提出了新的要求。P2P网络上的资源丰富多样，包括文件、程序等软件资源和打印机、传感器等硬件资源，也包括空闲的CPU周期等。P2P网络的资源还具有极大的分散性，资源分布在许多节点上，同时每个节点上的资源并不多。由于节点自由的加入或退出，P2P网络的资源还处于不断的动态变化之中。P2P网络的资源存在形式决定了P2P的搜索技术和现有的搜索技术有很大的不同，所以，研究P2P网络的搜索技术具有重要的学术意义。从实用意义上讲，在P2P应用仅有的短短几年发展时间里，它成为了占用№et流量的主要应用类型。根据2007年3月美

4、国的最新统计，P2P文件交换已经占美国Intemet流量的70％以上，而2004年这一数据仅为40％左右。根据Int锄et第2页河南大学研究生硕士学位论文权威专家预测，这一比例在未来几年还将继续上升。现阶段互连网上大量资源被闲置，没有充分的被利用。P2P搜索技术可以帮助人们方便的找到各种资源，从而提高资源的利用率，实现资源的充分共享。同时，P2P搜索技术可以方便人们即时找到协作对象，能够进行跨越地理位置障碍的协同工作。P2P系统支持大量用户的能力，己经开始显示出技术优势：它能够以较低的成本快速地部署强大的、大规

5、模的分布式应用。所以，研究P2P的搜索技术也有重要的实用意义。P2P的搜索技术和P2P的网络拓扑密切相关。比如具有非结构化拓扑的P2P网络没有固定的拓扑结构，一般采用洪泛搜索或其改进搜索方法，而具有结构化拓扑的P2P网络则依靠分布式散列表DHT(DistributedHash’rable)121进行资源的搜索。但是，无论采用何种方式组建网络，P2P系统的运作总是依赖于节点之间的直接相连。依靠Pe盯与系统中的其它Peer在网络体系结构中的应用层建立虚拟连接，整个系统得以形成一个所有Peer互连的应用层的逻辑的虚拟

6、网络。这一网络构建于底层物理网络之上，依赖于底层物理网络的支持(如IP路由协议)，称之为覆盖网(ov甜ayN出Ⅳorking)【3’4】。由于逻辑网络的构建独立于物理网络，给应用层的发展带来了新的机会。但是，Peer在选择邻居时不考虑任何物理拓扑信息，会导致覆盖网与物理网的拓扑失配(1研斌。留Mi锄atChin曲‘5～。由于拓扑失配，逻辑上的一对邻居有可能在物理位置上相距很远，这样，节点之间的信息交流就会导致较大的延迟，影响了效率。在目前P2P网络基于转发信息的机制下，更有可能使同一信息在同一物理链路上传递多次

7、，浪费了带宽。在实际的Intemet流量中，P2P流量已经占据了最大的比例【71。因此，解决好拓扑失配，会降低网络的负载，提高网络的效率。1．2研究内容和主要贡献本论文研究的主要内容是从P2P系统的拓扑结构出发，针对拓扑失配问题进行研究，结合№et域问路由系统的体系结构，给出一种基于物理拓扑的CSL．P2P(C曲t*Super-LeafP2P)网络模型，并依据模型设计出适合于大规模网络中对等节点间进行资源搜索的路由算法，以减轻系统对物理网络的负载压力，提高网络的效率。河南大学研究生硕士学位论文第3页论文的主要贡

8、献体现在以下几个方面：l、全面介绍了P2P系统的各项技术，重点比较了P2P资源定位和消息路由的几种典型算法的优缺点，并对以Chord算法为代表的DHT搜索模型进行了详细分析，介绍了Inlem改域问路由系统和目前广泛使用的域问路由协议BGP_4(BofderQ娜Pr01[ocol，verSion4)，为设计出适合于CSL系统的路由算法打下了坚实的基础。。2、设计了基于物理拓扑的层次式的P