系统中网络优化与资源共享机制分析

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1、P2P系统中网络优化与资源共享机制研究摘要在过去的几年内，对等技术(Peer-to．Peer，简称P2P)受到来自学术与企业界的广泛关注，成为当今科学研究和产品开发的热点。P2P结构打破了传统的服务器／客户端(Client／Server)结构，克服了其服务器瓶颈与单点失效的缺点，使信息传递与资源共享更加快捷。但是，由于P2P网络是一个逻辑的、虚拟的应用层网络，我们称之为覆盖网络(OverlayNetwork)，其构建具有任意性，不同的构建方式将导致不同的网络性能。因此，对P2P系统的网络优化与资源共享机制展开研究，具有极其重要的意义。本论文围绕着P

2、2P系统的网络优化与资源共享机制展开了研究，研究的侧重点选在利用不同对等节点相异性(Heterogeneity)，比如物理能力(PhysicalCapability)、系统可利用性(SystemAvailability)与对等节点具有的功能能力(FunctionalCapability)等方面，以及覆盖网络与底层物理网络(包括移动网络)拓扑匹配机制等几个方面去优化网络。分别针对基于P2P技术的SIP系统、基于P2P技术的IP多媒体子系统(tMS)、基于移动IP的P2P系统，重点研究了网络优化与资源共享机制。本论文的工作主要包括如下几个方面：Il、提

3、出了一种层次化的与呼吸式的P2P．SIP系统(HierarchicalandBreathingPeer-to．PeerSIPSystem)。该P2P．SIP系统充分利用了节点的物理能力与系统可利用性等节点相异性，克服已有P2P．SIP系统对于传统SIP系统产生较高的会话建立时延、较高DHT(DistributedHashTable)l网络维护开销等缺陷。该P2P．SIP系统的覆盖网络按照节点相异性划分为多个子覆盖网络并叠加而成层次化覆盖网络。基于层次化覆盖网络，提出了节点虚拟化模型(NodeVirtualizationModel)，它能够支持低层节

4、点共享高层节点的资源，从而能减小会话建立时延并提高节点的存储容量。此外，每个子覆盖网络采用了呼吸式覆盖网络模型，使得节点用于DHT覆盖网络的维护开销减少。2、提出了一种IMS中基于混合P2P的服务呼叫控制会话功能(S-CSCF)覆盖网络，称为Hyson；以及基于Hyson网络的新的S-CSCF指定方法HSA(Hyson-basedS-CSCFAssignment)。HSA通过不同S-CSCF的协同工作能够解决当前S-CSCF指定方法对S-CSCF资源利用率较低的问题。在HSA中，创造了一种新的S-CSCF类型，即虚拟化的S-CSCF(VS．CSCF

5、)。一个VS．CSCF由多个低负载的S-CSCF组成，它能够替代高负载或不胜任的S-CSCF。对于注册用户来说，HSA将所有的S-CSCF分成八种类型并定义八种规则来引导用户选择到最合适的S-CSCF。HSA比当前S-CSCF的指定方法相比，能够实现S-CSCF资源最优化利用。3、提出了一种对移动IP网络拓扑发现的超级节点网络，称为¨MTSN。为了与底层移动IP网络相匹配，提出了两种移动IP网络拓扑匹配原则。对于加入超级节点网络的移动IPv4节点遵循靠近家乡网络原则(NearHomeNetworkPrinciple，NI-IP)去选择位于或靠近家乡

6、网络的超级节点；对于加入超级节点网络的移动IPv6节点遵循靠近支持路由优化外地网络原则(NearRouteOptimizationSupportedForeignNetworkPrinciple，NRFP)去选择位于或靠近外地网络且支持路由优化的超级节点。遵循这两种拓扑匹配原则，移动节点无论移动与否，都能够与它们的超级节点保持最小的通信距离。而这两种拓扑匹配原则适用任何基于移动口网络的P2P网络。关键词P2P网络，覆盖网络，会话发起协议(sIP)，IP多媒体子系统(IMs)，移动P网络，网络优化，资源共享Ill北京邮电大学博士学位论文NETWORK

7、OPTIMIZATIONANDRESOURCESHARINGMECHANISMSINPEER．TO．PEERSYSTEMSInthepastyears,Peer-to-Peer(P2P)technologyhasbeenfocusedbybothacad既dcandindustrialresearchersandbecomeahotspotofscientificresearchandproductdevelopment。P2Parchitecturehasbrokenthetraditionalclient／serverarchitecture，

8、overcometheproblemsoftheSel"Verbottleneckandsinglepointoffail