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1、华中科技大学 硕士学位论文 对等网文件共享技术研究与应用 姓名：杨文涛 申请学位级别：硕士 专业：计算机软件与理论 指导教师：李国微 20090523 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 摘 要 信息化指挥战场对成像、测绘等数据信息的快速获取决定着战场的主动权。为 了确保各级指挥终端能够快捷的交换数据信息，必须提供一个高效的信息共享系统。 近年来，基于对等网的文件共享系统在充分利用网络边缘资源和带宽的前提下，迅 速取得了较大的成功。文件共享作为对等网技术最广泛的应用之一，有着广阔的发 展前景。 首先介绍了对等网文件共享的发展及其现状，分析了影响文件共享系统的关键 因素。然后，重点研
2、究了对等网文件共享中资源搜索和数据传输这两个关键问题。 资源搜索是对等网工作模式有别于传统 web 服务器模式最显著的特征之一，如何找 到结点上的文件是文件共享系统要解决的首要问题。采用了基于关键字搜索和倒排 索引搜索模型来进行资源搜索，并从索引质量上分析了资源搜索的效率。在结点间 数据传输上采用了分块数据传输，保证多个源节点的并行传输；在结点选择策略上， 采取邻居结点选择策略和 tit-for-tat 阻塞策略来提高文件共享系统的性能。 最后，在研究关键技术的基础上设计并实现了文件共享原型系统。介绍完原型 系统的总体结构和运行流程后，提出了一种截止期约束的传输策略。该策略将普通 任务和紧急任
3、务区别对待，普通任务只从资源服务器上下载资源；紧急任务借助其 它终端结点和资源服务器一起为发起终端提供上传。对下载客户端进行了设计，这 其中包括通信模块和数据传输模块。对原型系统的资源搜索和数据传输两个模块的 实现做了详细的介绍。原型系统的测试结果表明文件共享系统对传输任务的区分充 分利用了资源服务器的带宽，也满足了结点对于传输任务时效性的要求。 关键字关键字： 文件共享，对等网，资源搜索，数据传输，时效性 I 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 Abstract The battlefield initiative is determined by the rapid acces
4、s to imaging, mapping and other data information in the information command battlefield. In order to ensure that all levels of command terminals can exchange data quickly, we should provide an efficient information sharing system. In recent years, based on the peer to peer file sharing system in mak
5、ing full use of network resources and bandwidth, the system quickly made a great success. As one of the widest applications of P2P Technology, file sharing has broad developing prospect. Firstly，This paper introduced the current status of P2P file sharing and its develpment, and analysed the key fac
6、tors impacting the File-sharing System Performance. Then, it focused on the research of two problems: resources search in P2P file-sharing system and data transmission. Resources search in P2P working mode is one of the most prominent features to be different from traditional Web server mode. How to
7、 find the documents on the nodes is the first thing to be solved in file-sharing system. This paper used keyword search and inverted index search model to inquire resources, and analyzed the efficiency of resources search from index quality. This paper adopted the block transferring in inter-node da
8、ta transmission to guarantee the parallel transmission among multiple source nodes. On the selection strategy of nodes, the paper used contiguous nodes selection strategy and tit-for-tat congestion strategy to improve file-sharing system performance. Finally, on the basis of the study of key technol
9、ogy, this paper designed and implemented the files sharing prototype system, and proposed a deadline constraint transmission strategy model after introducing the overall structure and operational process of prototype system. The strategy made a difference between ordinary task and urgent task. The o
10、rdinary tasks only download resources from resources server, but urgent tasks provide upload for initial terminal with the aid of other terminal nodes and resources server. This paper designed the download client, including communication model and data transmission model. This paper made a detailed
11、introduction about the implementation of resources search in prototype system and data transmission. The testing results of II 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 prototype system showed that file sharing system made full use of bandwidth in resources server to distinguish transmission tasks, and also meet node
12、s requirements on the timeliness of transmission tasks. Keywords: file sharing, peer-to-peer, resources search, data transmission, timeliness III 独创性声明独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或 集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在 文中以明确方式标明。本人完全意识到，本声明的法律结果由本人承担。 学
13、位论文作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。 本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密 ，在_年解密后适用本授权书。 本论文属于 不保密。 （请在以上方框内打“” ） 学位论文作者签名： 指导教师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 1 绪 论 1.1 课题
14、研究背景和意义 现代战场一旦失去对战场信息权的控制其后果将不堪设想。增强作战指挥的灵 活性，提高对战场实时信息的反馈和处理能力，可以使指挥人员及时从不同信息源 获得关键性的战役战术情报，快速处理，并能够近实时地将关键信息和作战计划与 方案传送至上下级和左右友邻协同作战部队，察敌端倪，做到反应灵敏、先敌行动， 夺取战场主动权，控制整个战场。 本课题来源于“十一五”预研项目，目的是将一些关键信息顺利分发到各个终 端，并满足不同用户对这些信息的时效性要求。利用信息资源共享系统，各级指挥 终端都可以随时共享信息，从而充分发挥主观能动性，打破传统信息传输逐级进行 的方法，增加信息共享的灵活性。同时，集中
15、统一指挥的作用也没被消弱，反而能 够利用结点共享的一体化网络得到进一步加强。 信息资源共享系统是综合应用的基础，它以快速、安全的信息传输为支撑，以 信息共享和高效分发为核心，其目的是实现关键信息的有效应用。各个指挥终端可 能分布在不同的区域，特别是在资源受限的情况下，信息源和接收端之间的传输速 率比较低，这显然不能满足有些用户的时效性要求。但是，信息资源在某些指挥终 端和资源服务器可能已有副本。为此，可以充分利用这些源结点的带宽，在接收端 之间和这多个源结点之间建立连接，并进行信息资源共享。 在处理一些普通传输任务时，只需借助信息资源共享系统中部署的资源服务器 就可以顺利完成数据传输；在处理某
16、些比较紧急的数据传输任务时，信息共享系统 要充分调用源结点的“积极性” ，帮助资源服务器完成数据传输。指挥终端上信息的 利用可以大大提高信息的可获得性和稳定性，同时也大大减轻了资源服务器的负担。 信息资源共享系统能够确保获取信息的主动地位，到各级指挥机构和武器平台上， 建立起信息结构更加严密，信息获取更加快捷，信息处理速度和信息利用率大为提 高的一体化系统。 1 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 1.2 对等网文件共享及其发展 1.2.1 对等网简介 对等网络技术改变了世界对Internet的固有观念， 在无线互联网中也被寄予厚望。 对等网技术是一种结合了分布式工作模式的网络技术。在对等网中，对等结点可以 直接共享自己的资源，而不需要通过服务器。结点间是互相平等的，都有权力从其 他结点那里获得服务，也有义务为其他节点提供服务1。 对等覆盖网是建立在实际物理链路上的逻辑网络。同传统的 web 服务器模式相 比，最大的特点就是进行资源获取时不再依赖于中央服务器，而是分担在众多
