在當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng),P2P作為一種內(nèi)容分發(fā)與共享業(yè)務(wù)占有顯著流量比例,能耗問題成為熱門問題。在過去20年來,每天都有大量的用戶通過P2P業(yè)務(wù)進(jìn)行文件的上傳和下載,占據(jù)整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)流量的40%-73%。在P2P業(yè)務(wù)流量占絕對統(tǒng)治地位的互聯(lián)網(wǎng)中,能耗問題逐漸成為互聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展的重要阻礙。本課題對目前比較熱門的內(nèi)容分發(fā)與共享業(yè)務(wù)研究進(jìn)行了分析,大多研究只關(guān)注節(jié)能而忽略了可靠性。因此需要以兼顧網(wǎng)絡(luò)部分性能指標(biāo)和節(jié)能這兩方面進(jìn)行優(yōu)化,我們通過加入可調(diào)因子建立了功耗與性能可調(diào)的優(yōu)化模型ACTE-FD(Adjustable and Controllable Traffic Engineering File Distribution)。該模型通過對網(wǎng)絡(luò)中流量盡量匯聚還是均勻來調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的節(jié)能性和可靠性�；谠撃Ｐ�,本文給出了一套基于對偶分解和次梯度投影的并行計(jì)算方法,對一定規(guī)模網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能夠快速求解,但對于2000節(jié)點(diǎn)以上求解時(shí)間將達(dá)到小時(shí)級別。因此在此算法的基礎(chǔ)上,通過引入GPU來加快計(jì)算速度和偏轉(zhuǎn)次梯度投影來減少迭代次數(shù),即使問題規(guī)模達(dá)到近萬個(gè)節(jié)點(diǎn)也能夠較快解出。最后針對求解出來的流量分配情況和具體的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣o出了一套基于BT協(xié)議的部署方案。本文最后對ACTE-FD進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)以驗(yàn)證模型的性能。結(jié)果表明,在節(jié)能性和可靠性方面,通過對可調(diào)因子進(jìn)行調(diào)節(jié),在追求網(wǎng)絡(luò)節(jié)能情況下,網(wǎng)絡(luò)能耗降低了 47.09%,與國外同類研究ECFD相比,功耗比其低10.8%左右;在追求網(wǎng)絡(luò)可靠性情況下,網(wǎng)絡(luò)的可靠性提高了58.18%。在引入GPU之后,計(jì)算效率顯著提高,比CPU并行求解方法的計(jì)算時(shí)間降低了95%;在引入偏轉(zhuǎn)次梯度算法后,算法時(shí)間比標(biāo)準(zhǔn)次梯度算法降低了近5 0%。
【學(xué)位單位】：北方工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TP393.02
【部分圖文】：

圖１－１文件分發(fā)業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)模式逡逑文件分發(fā)業(yè)務(wù)主要有三種模式：客戶端／服務(wù)器（Ｃ／Ｓ）模式，Ｐ２Ｐ（Ｐｅｅｒ－ｔｏ－Ｐｅｅｒ）逡逑模式和混合模式，如圖１－１所示。逡逑（１）邐Ｃ／Ｓ模式的分發(fā)系統(tǒng)逡逑如圖１－１邋（ａ）所示，在客戶端／服務(wù)器模式（Ｃ／Ｓ模式）中，中央服務(wù)器的文逡逑件可以供分發(fā)系統(tǒng)中的所有用戶進(jìn)行下載�；冢祝澹獾姆职l(fā)模式是一種更加傳逡逑統(tǒng)的分發(fā)方式，其主要結(jié)構(gòu)模式就是客戶端／服務(wù)器模式。在服務(wù)器端，作為中逡逑央服務(wù)器，主機(jī)通常是具備低延時(shí)帶寬和超強(qiáng)計(jì)算能力的計(jì)算機(jī)。當(dāng)用戶向服務(wù)逡逑器請求下載某一個(gè)文件時(shí)，它可以通過統(tǒng)一資源定位符（ＵＲＬ）將請求信息直接逡逑發(fā)送到服務(wù)器。服務(wù)器接到請求之后，便會進(jìn)行處理，并將結(jié)果返回給用戶。逡逑Ｃ／Ｓ模式的分發(fā)系統(tǒng)主要應(yīng)用有優(yōu)酷，ＹｏｕＴｕｂｅ等視頻文件分發(fā)應(yīng)用程序，以及逡逑文件共享和下載應(yīng)用程序，如ＲａｐｉｄＳｈａｅｒ和Ｍａｇａｕｐｌｏａｄ。逡逑客戶端／服務(wù)器模式分發(fā)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定

圖２－１邋Ｐ２Ｐ鄰居選擇和流量分配對網(wǎng)絡(luò)影響示例逡逑

ＰＣ２逡逑圖２－２邋Ｐ２Ｐ鄰居選擇和流量分配對網(wǎng)絡(luò)影響示例逡逑圖２－１和圖２－２是兩個(gè)具體的例子，在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟粯拥那闆r下，通過不同的逡逑流量分配以達(dá)到不同的效果。上面的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涠际怯桑古_路由器和２臺端系統(tǒng)組逡逑成。其中種子節(jié)點(diǎn)為ＰＣ１，下載節(jié)點(diǎn)為ＰＣ２，ＰＣ２需要從ＰＣ１下載１０個(gè)單位逡逑的流量。逡逑在圖２－１當(dāng)中主要追求的是網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。１０個(gè)單位的流量均勻的分布在整逡逑個(gè)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，而不是流量盡量的匯聚到某條鏈路當(dāng)中。這種情況下，即使某條鏈逡逑路發(fā)生故障，也能使數(shù)據(jù)的損失率大大降低。不過，因?yàn)檎麄�(gè)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中都充滿了逡逑流量，所以沒有路由器板卡進(jìn)入休眠狀態(tài)，這就會導(dǎo)致能耗大大X椉櫻刺岣咤義狹送緄穆嘲糶�。辶x顯諭跡玻駁敝兄饕非蟮氖峭緄慕諛芐Ч�。栽熕拓普f敝校校茫苯保暗ュ義銜壞牧髁懇宰疃搪肪兜男問酵ü堤酚善骶噸鋇拇涓校茫�，栽熕传输过碁辶x銜唇髁拷蟹指�，因此只占用了网戮i敝械模刺趿綽貳Ｆ溆轡唇惺荽淶膩義習(xí)蹇ū憧梢越胄菝咦刺

本文編號：2822255