基于網絡編碼的P2P內容分發(fā)系統(tǒng)設計與實現.pdf

1、P2P技術把互聯網上大量的計算機組織起來，參與者通過共享各自的CPU、存儲以及帶寬等資源，使得整個P2P網絡的資源和服務能力隨著參與者的加入而不斷增大。如今，以Bittorrent為代表的P2P內容分發(fā)系統(tǒng)能夠實現大文件在互聯網上高效分發(fā)。但是傳統(tǒng)的類似于Bittorrent的P2P內容分發(fā)系統(tǒng)仍然存在一些諸如對種子節(jié)點依賴性太強、資源分布不均勻以及網絡資源利用率不高等問題。
　　 網絡編碼是近年來信息傳輸領域最具創(chuàng)新的技術之一

2、。在應用網絡編碼的通信系統(tǒng)中，中間節(jié)點不再只是扮演數據轉發(fā)器的角色，而是將收到的數據經過編碼后再轉發(fā)，目的節(jié)點通過解碼恢復原始數據。最近的研究表明，將網絡編碼技術應用到P2P內容分發(fā)系統(tǒng)中，可以避免復雜低效的內容協商并且能夠保證系統(tǒng)資源分布均勻和文件高效分發(fā)。本文的主要工作如下:
　　 1)研究線性網絡編碼的構造原理和隨機線性網絡編碼算法，重點分析基于網絡編碼的P2P內容分發(fā)系統(tǒng)的實現技術，包括以微軟開發(fā)的Avalanche系統(tǒng)

3、為例的完全編碼和一種可以改善編碼效率的稀疏編碼算法。
　　 2)研究Bittorrent協議，在Bittorrent協議中集成網絡編碼技術，設計一個基于網絡編碼的P2P內容分發(fā)系統(tǒng)。通過對Bittorrent協議進行修改，提出四個關鍵設計:線性相關檢測、位圖設計、Interest機制和Piece選擇機制。
　　 3)借助于開源軟件EnhancedCTorrent，利用C++實現了基于網絡編碼的P2P文件共享客戶端(NCT

4、orrent)。
　　 4)本文最后對NCTorrent進行了系統(tǒng)測試和性能分析，同時得出結論:第一，應用稀疏編碼后編碼效率比較可觀且能夠滿足系統(tǒng)需求，但解碼效率相對較低，對系統(tǒng)性能會造成一定影響。第二，文件分發(fā)效率與文件劃分密切相關并且在小規(guī)模網絡中網絡編碼的優(yōu)勢并不明顯。第三，在擁有大量節(jié)點的文件分發(fā)系統(tǒng)中，與Bittorrent相比，NCTorrent系統(tǒng)吞吐量更高、對動態(tài)節(jié)點更具彈性、下載成功率更高，從而實現了更高的文件