一种非结构化P2P流媒体系统拓扑构建算法

为解决P2P流媒体系统构建时的邻居选择问题从而优化应用性能,本文首先提出了一种新的评价模型-带宽延迟比率,然后基于该性能模型提出了一种基于Metropolis-Hastings算法同时考虑P2P流媒体系统中节点局部性和异构性的拓扑构建算法,并对提出的算法建立数学模型进行了理论的分析。最后本文对该算法进行了模拟实验,结果表明该算法与目前广泛采用的SCAMP方法相比具有显著的性能提高和更好的可扩展性。本文的研究工作对P2P流媒体系统的拓扑构建,性能优化等领域的研究有着重要的指导意义。     

OSM——一种基于P2P的覆盖网构造协议

提出了一种新的P2P覆盖网构造协议--OSM.节点使用IP地址匹配算法选择邻居节点,优化了应用层网络拓扑结构,使得最接近底层物理拓扑结构;对于对等网络视频直播系统的健壮性来说,覆盖网构造中管理节点的退出和恢复是至关重要的,提出了节点的异常机制,能够及时有效地发现邻居节点失效,保障快速恢复.实验结果表明,OSM协议提高了与底层网络的匹配度,缩短了反应时间,增强了节点的健壮性.     

可分级视频编码覆盖网非一致性随机成员构建算法

为了解决采用一致性随机成员算法进行节点管理而导致覆盖网(overlay)系统不具备QoS感知能力的问题,设计并实现了一种应用非一致性随机成员算法的overlay构建协议.在协议框架中,构成overlay的节点选择某一节点为邻居节点的概率与该节点的输出带宽成正比,这样在传输可伸缩编码视频(SVC)数据时,可避免出现上游节点丢弃部分媒体数据而降低下游节点接收质量的情况.测试结果表明,与一致性随机成员算法及多树算法相比,所提协议构建的overlay可以更加有效地支持SVC数据的传输.     

改进Kademlia协议的P2P网络资源发现算法

标准Kademlia协议在P2P网络内容监控中获取资源信息时,存在搜索效率低下、全面性不佳等问题,据此提出一种采用改进Kademlia协议的P2P网络资源发现算法。该算法在分布式哈希路由表的基础上实现一个可动态修改自身ID的自定义P2P节点,改进Kademlia协议通过自定义P2P节点被其他节点记录在路由表中的位置来提高节点收到资源搜索消息的数量,高效获取P2P网络中传输的资源搜索与下载消息。实验对比表明:和标准Kademlia协议相比,采用改进Kademlia协议的资源发现算法进一步提高了单位时间内发现资源搜索与下载消息的数量,能找到更多P2P网络中传输的资源及正在搜索或下载这些资源的节点。从而实现P2P网络监控中对资源进行有效定位和发现的目的。     

基于P2P的大尺寸内容发布算法研究

针对并发下载问题建模,给出了可能的优化方向.提出一种基于分组的下载调度算法(GBS),通过内容和节点分组为下载调度提供压缩的内容分布信息,在内容互补节点之间建立连接,提高邻居节点之间的内容交叉度和平均连接持续时间;区分节点的下载过程,根据节点不同下载状态采取不同的连接管理和下载策略.模拟测试表明,GBS算法在系统吞吐量、用户平均下载时间、节点带宽利用率等方面优于BitTorrent采用的随机下载调度算法.     

基于大数据量实时流媒体P2P树算法研究

为了解决大数据实时流媒体传输(LRST)的QoS可控机制问题,根据现有的P2P模型,提出了一种新的基于RTCP的P2P树算法模型LrstP2P.该模型依托于RTCP XR协议和最小树深算法,通过三层模型的动态算法,增强了新用户加入网络时对父节点选择的有效性,优化了用户通信过程中由于节点的随机性和网络拓扑的易变性的应对策略,改进了数据传输的稳定性和实时性.通过实验,证实了该算法的优越性.     

基于多环结构的P2P覆盖网络路由算法

P2P系统中采用的随机选择邻居节点的方法会降低路由效率以及增大网络开销.针对这一问题,在分析现有的路由算法的基础上,提出一种基于多环网络拓扑结构的P2P路由算法RMCT.该算法将P2P节点划分为若干簇并设立簇核节点进行管理.RMCT采用常数级别的路由表,设计了节点加入、退出算法以及簇的划分、簇核选举等算法.通过实验与经典Chord算法进行性能对比,证明了RMCT在路由性能方面有明显优势,是一种有效的路由算法.     

基于节点簇的P2P随机漫步搜索

以Gnutella为代表的P2P系统通常会呈现复杂的网络结构,为此,文中提出了一种基于节点簇的随机漫步搜索算法.该算法利用节点簇来存储系统中文件的索引,通过将搜索过程限制于节点簇内部来提高搜索性能.基于数学模型的理论分析,文中给出了搜索性能上下界的数学描述.实验结果表明:搜索性能与簇的阈值c密切相关;c的建议值为系统中节点最大度值的一半,与普通随机漫步相比,此时稀有文件的搜索效率至少可以提高250%,文件索引的传输和存储代价可以减少一个数量级;该算法具有索引存储代价非常低、搜索效率高、易于实现和部署的优点.     

基于P2P的可靠全序组通信系统

提出了一种适用于Internet环境下的大规模组通信系统,包含扩展Pastry协议(EPP)和基于环的可靠组通信协议(RRGP).EPP通过已知的节点最优路径情况动态地预测网络真实路径的长度,建立一个接近实际网络节点分布的计算模型,并利用聚类预测算法划分网络节点,使同一分组的节点之间的距离最小化,提供更加合理的路由选择.RRGP在EPP的基础上实现了核心多播环模型,从而确定了多播消息序,实现了消息的全序传递,并采用缓存/重发机制,保证了消息传递的可靠性.     

基于P2P的通告代理集群技术

提出基于P2P网络技术构建Web服务通告代理集群,同时,提出对通告代理集群进行基于主题的逻辑多层管理,在主题层内使用层内通告消息广播算法传播通告消息.仿真结果表明,通告代理集群对随机节点故障是强壮的,基于主题的分层技术有效减少了每个通告代理节点的负载,层内通告消息广播算法具有高可靠性和好的可扩展能力.     

一种具有递归结构和均匀度分布的P2P协议

针对DHT类型的P2P协议在网络演进的过程中会产生超级节点,进而导致度分布严重失衡,网络传输的平均时延增大的问题,该文在Chord协议的基础上提出了一种新的具有递归结构的P2P协议:R-Chord,并进行了仿真分析.结果说明,该协议能够有效抑制超级节点的产生,使节点的度分布趋于均匀,使网络的负载在节点间的分布更均衡.     

异构环境下的P2P流媒体节点选择算法

针对异构环境的复杂性和不稳定性,提出一种异构环境下的点对点(P2P)流媒体节点选择算法。利用模糊认知图理论研究异构环境下影响节点性能的多方面因素之间的关系,计算节点的综合服务能力,并选择服务能力强的节点作为邻居节点;为保证邻居节点具有较强的实时服务能力,利用马尔科夫蒙特卡洛方法进行随机行走,周期性地更新邻居节点列表,采用Metropolis-Hastings算法计算转移矩阵以满足随机行走的期望静止概率分布。研究结果表明:该算法能在选择优质邻居节点,提高视频服务质量的同时,保证节点的负载均衡,降低系统消耗,显著提高了系统性能。     

基于NS3的LEACH协议仿真与改进

LEACH协议是无线传感器网络中经典的分簇算法,但LEACH协议中簇首是随机产生的,存在簇首分布不均、网络拓扑和能量消耗不均衡的问题.基于此提出的LEACH-ER算法采用动态的簇首选举机制,将代表簇首间地理位置的RSSI信息和节点剩余能量引入选举权值,以均衡能量消耗和优化簇首分布.仿真结果表明,与LEACH算法相比,LEACH-ER算法有效地均衡了节点能耗,提高了能量利用率,从而大大地延长了网络寿命.     

无线传感器网络中一种跨层基于多维定标的无锚点定位算法

为解决现有基于多维定标(MDS)的节点定位精度受锚节点数目和网络连通度限制问题,提出一种跨层基于多维定标的无锚点定位算法(CMDS).在网络中无锚点的情况下,采用跨层设计思想,将迭代MDS算法与LEACH协议相结合,充分利用路由结构,实现了网络节点的定位.仿真结果表明:在节点随机分布情况下,LEACH协议执行9轮之内,可完成全部节点的定位;当网络规模为120个节点时,CMDS算法定位误差仅为MDS-MAP(P,R)的25%.     

基于网络编码的P2P视频点播数据传输方案

为提高视频点播系统的性能,提出了一种基于随机网络编码的P2P视频点播数据传输方案.该方案包括服务器中流媒体数据的预处理,数据块的网络编码和解码过程,Peer节点数据调度算法,Peer节点数据块缓存的设计,以及数据块的处理流程等部分.分析表明,相对于纯P2P视频点播系统,该方案增强了系统鲁棒性,提高了Peer节点下载速度和下载成功率.仿真实验中该方案相对于纯P2P视频点播将Peer节点的数据下载速度提高了约5%.     

移动自组织网络中基于位置预测的贪心周界无状态路由改进算法

针对移动自组织网络的工作机理、通信方式和应用,分析了基于地理位置的贪心周界无状态路由(GPSR)算法的路由协议.节点相对速度过快时,GPSR通信性能不稳定.考虑在原有协议的基础上,修改并实现了改进的贪心周界无状态路由(IGPSR)算法.IGPSR协议考虑了源节点、目的节点、备选中继节点的速度和方向,根据节点的当前速度,计算之后某一时间内节点的位置,以此确定最佳中继节点.仿真结果表明:当节点高速移动时,IGPSR协议比GPSR协议具有更低的丢包率.     

一种新的结构化P2P覆盖网络路由算法

为提高结构化P2P覆盖网络的路由算法效率,在DHT网络的基础上,提出了一种用较小路由维护开销获取较大路由长度的路由算法CSSP.定义了简短的常数级别的路由表,用来记录L长度的缓存节点、1单位长度的超级节点、1单位长度的后继节点,并给出了节点加入和离开网络时的路由表维护算法以及超级节点的分布式选举算法.与Chord等典型算法的性能比较分析证明,CSSP算法在路由表维护的复杂度、路由复杂度、容错性以及节点加入和退出时的网络抖动量等性能方面都有明显改善,是一种有效的路由算法.     

一种新的基于P2P系统的小额支付协议

由于现有的基于“点对点”(peer to peer,P 2P)网络的小额支付协议具有存在中央瓶颈,缺乏负载平衡机制等缺陷,该文提出了一种新的充分利用P 2P系统特性的小额支付协议CPay。该协议在系统全部节点形成的集合与具有较高性能的节点子集合间建立动态相容哈希映射,每笔交易都需支付方对应的具有较高性能的节点进行校验,从而确保电子货币的任何非法使用都会被及时检测到。协议有效利用了系统的异构性,并能实现负载均衡,利用随机Petri网对CPay进行建模,分析和模拟结果表明CPay相比此前的研究成果具有更低的延迟和更高的吞吐率。     

一种基于博弈论的P2P内容分发协议

针对P2P大规模内容分发系统中的搭便车和公共悲剧问题,提出基于博弈论的内容分发协议,激励节点间的协作.把系统建模成不协作博弈,每个自私节点从个人理性出发,选择最大化个人收益的协议策略.在纳什均衡下,整个系统在具有大量自私节点的环境中体现出较好的协作性,促进了内容分发的效率.     

无线传感器网络LEACH协议分簇算法改进研究

对于节点分布不均匀的无线传感器网络,研究其节点能量的均衡消耗和网络寿命的延长问题.在LEACH协议分簇算法基础上,针对节点分布不均匀情形,由理想的簇节点数来控制分簇的通信半径,并以节点当前的剩余能量以及离基站的距离作为它成为簇首的随机数值的调整权值,得到了一种新的分簇算法.仿真实验结果表明,该算法有效均衡了节点的能量消耗,并显著延长了网络寿命.