基于Chord的P2P网络的优化和设计

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1、基于Chord的P2P网络的作者：指导教师：优化和设计周立郑滔教授南京大学研究生毕业论文(申请工学硕士学位)南京大学软件学院2011年5月IIIIIIIIIIPIIIIIIIIIIJY2372615TheOptimizationand．DesignofP2PNetworkBasedonChordZhou，LiSubmittedinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringSupervisedbyProfessorZheng，TaoNANJINGUNIVERSITYNanjing，ChinaMa

2、y，2011摘要P2P网络，又称对等网络，是分布式网络的一个重要分支。近年来，伴随着互联网的不断发展，P2P网络成为研究网络技术的一个热点，许多基于P2P网络实现的软件应用也被大家认可，并逐步成为互联网上数据交换和分享的主导力量。根据著名的互联网数据分析公司Cachelogiccompany的统计表明，运用P2P网络技术进行的数据传输流量已经占据了互联网50％以上的流量。特别是在文件资源共享方面，P2P网络技术更是占据了90％以上的数据流量。P2P网络根据其拓扑结构，可以分为4种不同的类型：中心目录式拓扑，非结构化拓扑，结构化拓扑以及混合式拓扑。其中结构化的P2P网络是研究者们最关注的

3、热点。本文在分析结构化P2P网络的一个重要实现Chord的基础上，针对影响结构化的P2P网络性能的三个关键属性：资源定位的平均路由跳数，资源定位的平均延迟以及节点负载均衡性进行讨论，提出并设计了相应的优化方案，并通过实验证明了优化方案的有效性。本文的主要研究成果包括：1．设计并实现了双向路由表。双向路由表解决了原有Chord实现中抵达反向半环需要额外路由跳数，以及资源定位消息传递负载不平衡的两个问题，因而能够有效减少Chord进行资源定位时所需要的平均路由跳数。实验证明，双向路由表能够使得节点进行资源定位时，所需的平均路由跳数减少20％。并且使得节点消息传递的负载更加均衡。2．通过引入

4、节点临近关系的考虑，本文提出了一种改进原有Chord拓扑结构的双层Chord环结构。双层Chord环结构利用临近节点之间能够快速进行消息传递特点，通过形成节点簇并构建subChord环的方式，将临近节点组织到一起从而加快了整体网络消息传递的速度。实验证明，双层Chord环能够减少资源定位的平均延迟并且能够提高缓存的利用率。3．设计并实现了一种节点自我控制的负载均衡实现。实现借鉴了基于DNS负载均衡的想法，通过负载过重的节点自主创建新节点的方式来分流负载，并且定义了节点所可能处于的各种状态以及相应的处理方法，从而保证整个网络系统不会有过热节点的存在。通过实验证明，这个负载均衡的实现能够保

5、证节点的负载维持在正常运行的状态，并且引入的成本相对有限，不会影响到系统的性能。关键词：P2P网络，Chord，路由表，节点临近关系，负载均衡AbstractP2Pnetworks，alsoknownaspeertopeernetwork，isanimportantbranchofthedistributednetwork．Inrecentyears，withthedevelopmentofIntemet，P2Pnetworkhasbeenthehotspotinnetworktechnologystudy．ManysoftwaresbasedonP2Pnetworkhavebeena

6、cceptedbypeople，evengraduallybecometheleadingpowerindataexchangingandsharing．AnalysisbasedonthefamousInternetcompanyCachelogiccompany'sstatisticsshowthatdatatransmissiontrafficinP2Pnetworkhaveoccupiedmorethan50％ofIntemettra仟lCandevenmorethan90％datatrafficinfilesharing。。Accordingtoitstopology，P2P

7、networkcanbedividedinto4differenttypes：centraldirectory,unstructured，structured，andhybridandstructuredP2Pnetworkisthehotspotwhichismostconcernedbyresearchers．BasedonstudyinChordwhichisoneofthemostimportantimplemententofstruc