發(fā)布時(shí)間：2017-07-20 05:04

  本文關(guān)鍵詞：基于IOCP結(jié)構(gòu)的P2P節(jié)點(diǎn)選擇與分割混合模型的研究

  更多相關(guān)文章： 完成端口 I/O模型 對(duì)等網(wǎng)絡(luò) 自組織 拓?fù)錁?gòu)造 負(fù)載均衡 超級(jí)節(jié)點(diǎn)

【摘要】：P2P網(wǎng)絡(luò)是目前研究最熱門的技術(shù)之一,對(duì)于推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展起了重要作用。相比于C/S架構(gòu)其擴(kuò)展性、容錯(cuò)性、系統(tǒng)性能都有顯著提高。每個(gè)節(jié)點(diǎn)既作為服務(wù)器也作為客戶端,作為服務(wù)器向其它節(jié)點(diǎn)提供資源服務(wù),作為客戶端向其它節(jié)點(diǎn)索取資源,更加方便了資源在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行共享。目前,P2P技術(shù)在資源共享、數(shù)據(jù)通信、分布式計(jì)算、云計(jì)算等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用,其應(yīng)用價(jià)值被不斷的挖掘出來。因此,P2P技術(shù)蘊(yùn)藏廣泛的應(yīng)用場景,對(duì)社會(huì)的發(fā)展具有重要作用。P2P網(wǎng)絡(luò)主要存在著兩類節(jié)點(diǎn),一類節(jié)點(diǎn)是不但在線時(shí)間長而且能力強(qiáng),一類節(jié)點(diǎn)是在線時(shí)間短而且能力還比較弱。在對(duì)等網(wǎng)絡(luò)中,選取性能好的節(jié)點(diǎn)(超級(jí)節(jié)點(diǎn))構(gòu)成超級(jí)節(jié)點(diǎn)層,性能差的節(jié)點(diǎn)(普通節(jié)點(diǎn))構(gòu)成普通節(jié)點(diǎn)層,普通節(jié)點(diǎn)由超級(jí)節(jié)點(diǎn)來管理與維護(hù);而普通節(jié)點(diǎn)的查詢操作也交給超級(jí)節(jié)點(diǎn)來完成,鑒于此,系統(tǒng)大大的減少了參加查詢操作的節(jié)點(diǎn),減輕了網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān),提高了系統(tǒng)性能。因此,超級(jí)節(jié)點(diǎn)數(shù)量和穩(wěn)定性是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)性能的關(guān)鍵因素之一。超級(jí)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢在于降低了路由節(jié)點(diǎn)數(shù),從而提升系統(tǒng)性能,但隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的增大,目前兩層超級(jí)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不僅無法減少路由節(jié)點(diǎn)數(shù),而且還存在拓?fù)錁?gòu)造與維護(hù)等問題。面對(duì)上述問題,該論文做了以下三點(diǎn)研究:(1)考慮到P2P節(jié)點(diǎn)作為服務(wù)器時(shí),節(jié)點(diǎn)可能隨時(shí)面臨大量的連接請(qǐng)求,且對(duì)其服務(wù)程序的各方面能力提出了較高的要求。本文對(duì)Windows平臺(tái)所提供的完成端口模型做了深入研究,對(duì)并發(fā)IO IRP請(qǐng)求的跟蹤、函數(shù)的逆向分析,分析并找到IOCP高性能的3個(gè)關(guān)鍵原因。研究獲得IOCP在傳統(tǒng)IO請(qǐng)求的基礎(chǔ)上增加處理線程池棧式結(jié)構(gòu)處理,降低線程切換概率;資源處理上利用“預(yù)分配”方法;IO數(shù)據(jù)緩存區(qū)大量采用內(nèi)核內(nèi)存映射方法。實(shí)驗(yàn)表明,運(yùn)用好這3項(xiàng)技術(shù),能夠大大提高網(wǎng)絡(luò)通信效率。(2)提出了自組織多級(jí)超級(jí)節(jié)點(diǎn)拓?fù)錁?gòu)造方法。其特點(diǎn)是隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的增大,系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)超級(jí)節(jié)點(diǎn)層次進(jìn)行調(diào)整與負(fù)載轉(zhuǎn)移。同時(shí),我們給出一種新的超級(jí)節(jié)點(diǎn)選擇算法,對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行全方面綜合的評(píng)價(jià)與選擇,降低惡意節(jié)點(diǎn)成為超級(jí)節(jié)點(diǎn)的可能性,提升拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的安全與穩(wěn)定。根據(jù)節(jié)點(diǎn)加入與退出算法,降低網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建與修復(fù)時(shí)間。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:與現(xiàn)有超級(jí)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)模型對(duì)比,能夠明顯的降低系統(tǒng)負(fù)載,拓?fù)錁?gòu)造與修復(fù)成本。(3)以IOCP網(wǎng)絡(luò)模型為底層通信基礎(chǔ),設(shè)計(jì)了一個(gè)高效的底層通信框架,在框架中運(yùn)用線程池、緩沖區(qū)等系統(tǒng)性能優(yōu)化技術(shù),為上層應(yīng)用屏蔽底層通信細(xì)節(jié),開發(fā)者只需繼承和實(shí)現(xiàn)相關(guān)的接口或者方法就可以進(jìn)行應(yīng)用開發(fā),從而來降低開發(fā)周期。在底層通信框架的基礎(chǔ)上,對(duì)自組織P2P網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行分析與設(shè)計(jì),然后在分別對(duì)各個(gè)模塊功能作用進(jìn)行詳細(xì)的介紹,最后對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的功能編碼實(shí)現(xiàn)。
【關(guān)鍵詞】：完成端口 I/O模型 對(duì)等網(wǎng)絡(luò) 自組織 拓?fù)錁?gòu)造 負(fù)載均衡 超級(jí)節(jié)點(diǎn)
【學(xué)位授予單位】：四川師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP393.02
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-17
• 1.1 研究背景與意義10-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 論文研究目的14
• 1.4 論文研究的主要工作14-15
• 1.5 論文組織結(jié)構(gòu)15-17
• 2 相關(guān)知識(shí)研究17-28
• 2.1 TCP/IP協(xié)議17-18
• 2.2 Windows Socket18
• 2.3 Winsock I/O18-22
• 2.4 多線程技術(shù)22
• 2.5 P2P網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類22-26
• 2.5.1 集中目錄式P2P網(wǎng)絡(luò)模型22-24
• 2.5.2 完全分布式P2P網(wǎng)絡(luò)模型24-25
• 2.5.3 分層式P2P網(wǎng)絡(luò)模型25-26
• 2.6 小結(jié)26-28
• 3 基于逆向技術(shù)的IOCP底層結(jié)構(gòu)研究28-35
• 3.1 IOCP原理介紹28
• 3.2 IOCP內(nèi)核實(shí)現(xiàn)機(jī)制28-31
• 3.2.1 CreateIoCompletionPort函數(shù)內(nèi)核機(jī)制28-30
• 3.2.2 GetQueuedCompletionStatus函數(shù)內(nèi)核機(jī)制30-31
• 3.2.3 PostQueuedCompletionStatus函數(shù)內(nèi)核機(jī)制31
• 3.3 IOCP高性能原因分析與總結(jié)31-32
• 3.4 IOCP在網(wǎng)絡(luò)I/O模型中的性能比較與總結(jié)32-34
• 3.4.1 測試說明和測試環(huán)境32
• 3.4.2 測試結(jié)果32-33
• 3.4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與總結(jié)33-34
• 3.5 小結(jié)34-35
• 4 自組織多級(jí)超級(jí)節(jié)點(diǎn)拓?fù)錁?gòu)造方法研究35-45
• 4.1 相關(guān)研究35
• 4.2 系統(tǒng)模型定義35-37
• 4.3 網(wǎng)絡(luò)自組織37-41
• 4.3.1 節(jié)點(diǎn)加入37-38
• 4.3.2 超級(jí)節(jié)點(diǎn)選擇算法38-39
• 4.3.3 分割算法39-41
• 4.3.4 節(jié)點(diǎn)退出41
• 4.4 實(shí)驗(yàn)分析41-44
• 4.4.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境與說明41-42
• 4.4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析42-44
• 4.5 小結(jié)44-45
• 5 基于IOCP的底層通信架構(gòu)設(shè)計(jì)45-52
• 5.1 系統(tǒng)分析45-46
• 5.2 IOCP底層通信框架總體設(shè)計(jì)46-47
• 5.3 IOCP底層通信模塊劃分與介紹47-50
• 5.4 小結(jié)50-52
• 6 自組織P2P網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)52-59
• 6.1 自組織P2P網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)總體描述52-54
• 6.1.1 注冊(cè)服務(wù)器功能簡述53
• 6.1.2 P2P客戶端功能簡述53-54
• 6.2 數(shù)據(jù)通信54-55
• 6.3 路由表節(jié)點(diǎn)信息55-56
• 6.4 心跳檢測56-57
• 6.5 資源管理57-58
• 6.5.1 資源共享57
• 6.5.2 資源下載57
• 6.5.3 資源搜索57-58
• 6.6 節(jié)點(diǎn)管理58
• 6.7 小結(jié)58-59
• 7 總結(jié)與展望59-61
• 7.1 總結(jié)59-60
• 7.2 下一步工作60-61
• 參考文獻(xiàn)61-65
• 致謝65-66
• 在校期間的科研成果66

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6 蔣試偉;基于帶超級(jí)節(jié)點(diǎn)P2P網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)一致性研究[D];中南大學(xué);2008年

7 胡雨時(shí);混合P2P網(wǎng)絡(luò)基于后備超級(jí)節(jié)點(diǎn)的容錯(cuò)機(jī)制研究[D];北京交通大學(xué);2009年

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10 郭利軍;分層P2P流媒體超級(jí)節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)選舉機(jī)制研究[D];鄭州大學(xué);2010年

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本文編號(hào)：566326