试析bittorrent核心算法研究与改进

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1、北京交通大学硕士学位论文BitTorrent核心算法研究与改进姓名：刘宏亮申请学位级别：硕士专业：计算机应用技术指导教师：李伟生20080601摘要摘要：目前对BitTorrent网络的研究大都是在真实环境或模拟环境下进行的测试研究，因此从理论上分析系统中的核心算法，研究一下系统为什么采用这样的策略、采用这些策略后会对系统的服务性能产生什么影响，以及这些策略是否存在不足之处等问题，不仅可以对现有的BT网络提供理论依据，而且还可以指导我们如何去改进现有的网络。因此有重要的理论和现实意义。本文的主要工作内容如下：1．

2、深入分析了BitTorrent网络中的相关协议，并对BitTorrent客户端和服务器端的主要功能类进行了详细介绍，重点对BitTorrent中核心算法的运行机制进行了详细分析。．：?2．从不同的角度对Tracker算法和片段选择算法进行了数学建模，通过对模型的分析和Matlab仿真，推导出了上述算法中采用的各种不同策略的理论依据，并找出了Tracker算法的不足之处。3．搭建测试环境，测试了不同策略对系统服务性能的影响情况，测试结果与上述理论分析结果是一致的，说明了上述理论分析结果的正确性。4．由于受自身拥有的

3、片段数目的影响，当节点处于下载快要完成阶段时，从邻居节点获得新片段的概率会减小，因此此时节点的下载速度会降低，模拟测试结果也表明现实BitTorrent网络中确实存在这样的问题。针对上述不足提出了改进的Tracker算法，并对原来的Tracker算法和改进后的算法进行了模拟测试，测试结果表明，改进的Tracker算法进一步提高了系统的服务性能。本文通过对BitTorrent中的两个核心算法：Tracker算法和片段选择算法的理论分析，为算法中的相关策略提供了理论依据，发现了Tracker算法的不足之处，找到了片段

4、选择算法中“最后阶段模式”出现的根本原因，并对Tracker算法进行了改进，进一步提高了系统的服务性能。关键词：点对点；BT；片段选择；邻居节点选择；最优化分类号：TP301．6jE塞銮通太堂题±堂僮i金室一一△旦曼IB△g．!ABSTRACTABSTRACT：MostofstudiesaboutBitTorrentnetworkaremeasurementstudieswhicharebasedonrealorsimulantnetworkenvironment．AndSOitisaverymeaningful

5、worktoresearchthekernelarithmeticsoftheBitTorrentandanalysis：whythesystemtakethesearithmetics，whatinfluenceonthewholesystem’Sservicecapacityafterthesearithmeticsaretakenis，whetherthesearithmeticsexistsomeaspectswhichneededtobeimproved．Thisworkcallnotonlysuppl

6、ysometheoryreferencesforcurrentsystem,butalsogiveahandtopeoplewhowanttoimprovethecurrentsystem．ThemainworkofthispaperiSasfollows：1．AnalysisedtherelatedprotocolsoftheBitTorrentnetwork，anddescribedthemainclassesofbothclientsideandserversideparticularly,thenanal

7、ysisedtherunningprocessofsomekemelarithmeticsspecially．2．Presentedtwomathematicalmodelsfromtwodifferentperspectives．Afterresolvingandanalyzingofthemodelswefindoutsometheoryreferencesandpossibleenhancementofcurrentkernelarithmetics．3．Establishedtestenvironment

8、，andexperimentedtheinfluencethatdifferentstrategiesonthesystemservicecapacity．Theresultsvalidatetheabovetheoryconclusions’correction．4．Withthenumberofthepiecewhichthedownloadingpeershaver