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1、湖南大学 硕士学位论文 基于DHT资源定位服务覆盖网的研究 姓名：薛颖 申请学位级别：硕士 专业：电路与系统 指导教师：王玲 20070401 基于 DHT 资源定位服务覆盖网的研究 II 摘摘 要要 对等网络（Peer-to-Peer，P2P）打破了传统的客户机/服务器模式，在对等网络 中每个节点地位都是相同的，每个节点既充当服务器，为其他节点提供服务，同 时也充当客户机，享用其他节点提供的服务。目前，P2P 的定位问题成为了当前 P2P 研究的热点之一。结构化的 P2P 覆盖网采用的是分布式哈希表（DHT）的方 法来进行资源的定位，然而在逻辑空间中节点的关系并不能对应实际网络中的关 系，即
2、覆盖网中相邻的节点可能在底层物理网络中相隔很远。 针对上述问题，本文在保障 DHT 带来的优良性能的前提下，在一定程度上突 破了 DHT 技术的局限性，初步解决了上述问题。 （1）将 P2P 覆盖网拓扑结构进行了调整，构造出位置敏感 DHT 系统 LAOverlay。提出了组的思想，充分利用物理网络的拓扑信息，由底层物理网络中 相距较近的节点组成组，将系统以组为单位组织起来，在此模型下进行资源放置 与资源定位。 （2）提出了基于组的资源放置策略，对 DHT 技术进行了扩展，对资源进行可 组内放置与组外放置双重备份，提高了资源定位的效率。 （3）提出了基于组的资源定位策略。该策略首先定位物理距离
3、较近的组内节 点，其次才在组外定位。同时考虑了数据的局部性，每次组内的节点从组外中定 位到某资源后，都将在本组放置该资源，这样当本组内的其他用户，想使用该资 源时，就不必进行组外的资源定位，通过组内查询就可以解决。 （4）系统仿真过程中，对 PlanetSim 模拟器进行了扩展，考虑到系统仿真的节 点规模较大，因此在覆盖网层采用消息机制，侧重于测试和仿真覆盖网协议，不 进行底层网络的协议级仿真。 通过性能分析，LAOverlay 具有高效的查询服务、自组织能力以及可扩展性。 与 DHT 的系统相比，性能各方面得到了很好的改善。并且解决了基于 DHT 覆盖 网中，逻辑空间中节点的关系不能对应实际
4、网络中的关系的问题，将资源本地化， 提高了系统的性能。该覆盖网适用于媒体分发以及应用层流媒体，具有广阔的应 用前景。 关键词：覆盖网；资源定位；分布式哈希表；资源放置 硕士学位论文 III Abstract A new form of network has come into being,which is called Peer-to-Peer network.Peer-to-Peer network breaks the traditional model of Client/Server.Each node not only plays a role of server that pro
5、vides the service but also plays a role of client that enjoys the uses of re sourses in Peer-to-Peer network. Recently, there are many research interests in the P2P overlay networkslocation. Structured P2P networks use the distributed hash tables (DHTs) to provide efficient mechanism for resource lo
6、cation. However, the structured P2P networks are not aware of the nodes locality. As a result, under this architecture, nearby nodes in the overlay network may actually be far away in the underlying network. Based on these problems, we make a research on these challenging problems of DHT technique w
7、hen it is applied on P2P systems. We resolve these challenging problems without the loss of nice performance of DHT technique, so as to break through the limitation of DHT technique. The contribution of this dissertation is in the following aspects. 1. Adjusting mechanism of P2P overlay network, con
8、structing an overlay network-LAOverlay that takes account of locality of network. LAOverlay takes account of the nodes locality, joins the nearby nodes into a group. Resources position and resources location are working under this mechanism. 2. A new method of resource position is presented in this
9、paper. It expanded the DHT technology, used dual backup of resources: backup inside and backup outside, so it enhanced the resources localization efficiency. 3. A new method of resource location is presented in this paper. This method first locates in local group that nodes are nearby, and then loca
10、tes in outside group. Also LAOverlay still considers data local character, resouces will re-positioning in local group when the node locate this resouce in other group. 4. We use planetSim to simulate.The thesis takes its focus on the overlay layer in light of the complex and impracticable work at t
11、he protocol layer simulation. This system provides an efficient file locating with high scalability and efficiency and self-organization. Theoretical analysis shows that this architecture has significant performance improvements compared to DHT system in average searching hops. Our proposed locality
12、-aware overlay can used in many large-scale network applications, like media streaming, application-level steaming. 基于 DHT 资源定位服务覆盖网的研究 IV Key Words：Overlay network； Resources location； Distributed Hash Tables； Resources position 湖 南 大 学 学位论文原创性声明学位论文原创性声明 本人郑重声明： 所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的 研究成果。除了文
13、中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或 集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，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后果由本人承担。 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，同意学校保 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。 本人授权湖南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。 本学位论文属于 1、保密，在_年解密后适用本授权书
14、。 2、不保密。 （请在以上相应方框内打“” ） 作者签名： 日期： 年 月 日 导师签名： 日期： 年 月 日 硕士学位论文 1 第第 1 章章 绪绪 论论 1.1 对等网络 1.1.1 对等网络概述 最近几年，对等网络( Peer-to-Peer，简称P2P) 迅速成为计算机界关注的热门 话题之一，财富杂志更将P2P列为影响Internet未来的四项科技之一1。在1999 年1 月， Shawn Fanning 离开NorthWestern University， 开发了基于P2P的软件Napster2。 Napster 是公共可用的第一个用于音乐共享的系统，并且取得了极大的成功。在它 诞
15、生不久，世界上就有几百万的用户使用它。由于违反了版权法，Napster 被迫关 闭。但Napster 的结束并不意味着P2P 文件共享的结束。相反，以Gnutella3为主 力的分布式P2P 系统仍然在继续发展并不断壮大。新系统如KaZaA4不断出现， P2P 用户数量持续快速增长。在2000 年夏，KaZaA 软件已被超过1亿用户下载。 此外，系统不再局限于共享音频、视频、软件和其它格式文件。它已经超越了文 件共享的王国，出现了如SETIHome5等利用系统参与者的空闲处理能力等新型 应用。今天，P2P系统已经在数据存储、组通信、消息系统等多方面得到了应用。 1.1.1.1 对等网络的基本概
16、念 P2P 系统正处于不断发展的阶段，因而并不存在一个精确的定义。当前给出 的许多定义都是试图反映了P2P 系统发展过程中的某阶段的新特征。下面是P2P 系统文献给出的一些定义。 1. Clay Shirkey P2P 是一种利用位于Internet 边缘的各种可用资源（如存储空间、计算能力、 媒体内容）的应用。访问这些分散的资源，就意味着要在连接不稳定和IP 地址不 可预见的环境里工作。由于网络上大量的节点工作在DNS（Domain Name Server， 域名服务器） 系统之外，这些分散的资源具有不稳定的连通性和未知的IP 地址。 因此，P2P 节点必须能够独立于DNS 系统且高度自治6。 2. Mike Miler P2P 是一个网络体系，其中每个计算机有同等能力和责任。Miler定义了五个 关键特性7： （1）网络提供节点间实时的数据传输或者消息传递； （2） 节点即是客户端又是服务器； （3） 网络的内容是由分布的节点提供； （4）节点具有网络控制权和自治权； 基于 DHT
