【摘要】：P2P網絡(Peer to Peer,對等網絡)由于其負載均衡、擴展性強、自適應、自組織,無單點失效等特性,自從2000年來一直是學術屆、開源社區(qū)和商業(yè)領域的研究熱點,并涌現(xiàn)了許多優(yōu)秀的產品。但這些應用大都采用閉源方案,且需要安裝客戶端軟件,不停的升級才能使用。與此同時,Web應用的簡單易用,開放的標準和協(xié)議,無需安裝和升級,更容易被大眾所接受,并逐漸成為主流開發(fā)平臺。但HTTP協(xié)議自從誕生之日,就是典型的客戶端/服務端架構,P2P網絡的諸多優(yōu)勢無法體現(xiàn)在Web應用上。然而,隨著HTML5規(guī)范的日益成熟和瀏覽器性能的提升并引入了WebRTC(Web Real-Time Communication,Web端實時通信)這一技術,使得純基于瀏覽器的P2P網絡應用成為可能。因此,本文研究目的在于:嘗試利用WebRTC將P2P網絡和Web應用這兩個長久以來互不兼容的技術整合在一起,從而發(fā)揮出它們各自的優(yōu)勢:(1)網站的登錄用戶越多,用戶間的數(shù)據傳輸越快,(2)網站服務器性能不受用戶數(shù)量猛增的影響,且運營成本大幅降低�？紤]到P2P網絡中不同類型的傳輸數(shù)據(如流媒體、單個大文件、多個小文件)需要不同的設計思路和實現(xiàn)方法,不可能做到一套系統(tǒng)覆蓋所有的使用場景。因此研究范圍僅限于:大文件的數(shù)據在Web客戶端P2P網絡內的傳輸。在設計思路上大量借鑒了BitTorrent協(xié)議,實現(xiàn)的方法是:由tracker服務器提供“待傳輸數(shù)據?擁有該數(shù)據的用戶”的映射關系。將WebRTC的data channel作為客戶端P2P網絡的底層數(shù)據傳輸層,從而構造出一套純基于Web端的分布式文件數(shù)據傳輸系統(tǒng)。并對該系統(tǒng)的體系架構、P2P網絡內的節(jié)點控制,節(jié)點間的數(shù)據傳輸機制等問題進行了深入研究。所做的主要工作有以下3點:(1)設計了客戶端非結構化P2P網絡�？蛻舳送ㄟ^WebRTC的data channel和多個相鄰節(jié)點建立連接,從而實現(xiàn)高速傳輸,由服務端提供相關信息來決定具體和誰連接。(2)設計了服務端P2P網絡。由于系統(tǒng)中的tracker服務器(提供數(shù)據和數(shù)據擁有者的映射關系)很容易成為性能瓶頸。因此方案中將多臺tracker服務器也組成一個基于Chord結構的P2P網絡,并可以將它們分散在多個不同的網站上,從而將多個網站的用戶組成一個更大規(guī)模的客戶端P2P網絡。(3)基于整套設計方案,開發(fā)了相應的原型系統(tǒng),證明了方案在實踐上的可行性。其中原型系統(tǒng)部署在作者的個人網站上,并用基于互聯(lián)網上的真實用戶的實際數(shù)據在實踐角度證明了該系統(tǒng)相比于傳統(tǒng)HTTP下載的優(yōu)勢。因此本文的創(chuàng)新點主要體現(xiàn)在:基于成熟經典的P2P理論上注入了新的Web前端技術WebRTC,發(fā)揮出兩者各自的優(yōu)勢,在技術上實現(xiàn)無縫的嵌入現(xiàn)有系統(tǒng),并在業(yè)務上使所有參與者達到多方共贏的局面。最后,本文體現(xiàn)出的研究成果和貢獻是:(1)相比傳統(tǒng)HTTP下載方式,網絡流量大幅降低,而且用戶越多,流量下降的也越多。(2)設計思路可以引申到其它使用場景上,如:基于P2P網絡的在線視頻點播系統(tǒng),分布式數(shù)據存儲系統(tǒng)。(3)服務端P2P網絡對現(xiàn)有網站架構不會有技術上的依賴和影響。(4)多方參與人員同時受益,用戶:只需一個支持WebRTC的瀏覽器(Chrome,Firefox,Opera),即可實現(xiàn)數(shù)據高速傳輸。開發(fā)維護人員:輕松部署、擴容。網站管理者:運營費用大幅降低。
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如圖 2 1 所示（來源：https://en.wikipedia.org/wiki/File:Client-server-model.svg）:客戶端主動和服務端建立 TCP 連接(或 UDP)，然后發(fā)出請求，等待服務端回應。圖2-1 客戶端/服務端網絡架構Fig. 2-1 Client/server network architecture此模式結構清晰，，容易理解，開發(fā)人員也都熟悉，TCP/UDP 協(xié)議又是由底層操作系統(tǒng)直接提供支持，且只需在傳輸層上應用加密協(xié)議(如:TLS)，即可確保數(shù)據傳輸?shù)陌踩�，兩者之間的通訊是基于應用層上事先定義好的協(xié)議(如:HTTP)。但此模式的缺點也很明顯: 服務端要接受、處理所有客戶端的請求，一旦請求數(shù)量短期內超過服務端的處理能力，則服務端容易成為整個系統(tǒng)的性能瓶頸，也容易成為 DoS(Denial-of-service)攻擊的受害方，此時所有客戶端都會受影響。而且由于所有的網絡流量

圖2-2 P2P網絡架構Fig. 2-2 P2P network architecture網絡一般會在底層的物理網絡拓撲層上再定義一個 overlay 的節(jié)點連接起來，以便迅速的執(zhí)行資源、節(jié)點的查找。而在
【學位授予單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TP393.09

【參考文獻】

相關博士學位論文 前3條

1 劉德輝;結構化P2P網絡中的負載均衡技術研究[D];國防科學技術大學;2013年

2 張宇翔;對等網絡中Churn問題分析與研究[D];北京交通大學;2010年

3 薛開平;對等網絡中的可用性和安全性技術研究[D];中國科學技術大學;2007年

相關碩士學位論文 前1條

1 楊仲謀;基于WebRTC的去中心化內容分發(fā)網絡的研究[D];杭州電子科技大學;2016年

本文編號：2640721