對等網(wǎng)絡中節(jié)點位置的局部化策略研究.pdf

1、在對等網(wǎng)絡系統(tǒng)中，每個節(jié)點不僅從其它節(jié)點處下載數(shù)據(jù)，同時也利用自己的上傳帶寬給其它節(jié)點上傳數(shù)據(jù)。由于各節(jié)點在地理分布和互聯(lián)網(wǎng)拓撲分布上都具有很大的差異性，這就導致對等網(wǎng)絡系統(tǒng)在互聯(lián)網(wǎng)服務提供商ISP（Internet ServiceProvider）邊界處產(chǎn)生大量跨ISP邊界數(shù)據(jù)流量。這種跨ISP邊界的數(shù)據(jù)流量會大量增加含有活躍對等網(wǎng)絡用戶的ISP的網(wǎng)絡維護費用。
　　 利用PlanetLab平臺，可以構造一張包含各Planet

2、lab節(jié)點的自治系統(tǒng)級互聯(lián)網(wǎng)地圖。這張地圖包含所有PlanetLab節(jié)點對間的端到端的自治系統(tǒng)級路徑，以及這條路徑上相鄰的自治系統(tǒng)的關系。利用這張互聯(lián)網(wǎng)地圖，可以對CS計算方式和一些對等網(wǎng)絡計算方式進行評估。被評估的對等網(wǎng)絡計算方式包括傳統(tǒng)的沒有考慮節(jié)點位置局部性的計算方式和以最小化數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖灾蜗到y(tǒng)跳數(shù)和最大化所在自治系統(tǒng)收入為目的的計算方式。仿真結果表明：(1)以最小化數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖灾蜗到y(tǒng)跳數(shù)為目的的對等網(wǎng)絡計算方式相對于已有的對等網(wǎng)

3、絡計算方式可以很大程度減輕互聯(lián)網(wǎng)的負擔，并且能較好的平衡各自治系統(tǒng)的收支情況。(2)以最大化所在自治系統(tǒng)收入為目的的對等網(wǎng)絡計算方式是不必要的。(3)有必要在對等網(wǎng)絡應用保障節(jié)點的公平性和優(yōu)化自治系統(tǒng)相關性能間進行權衡。
　　 可以在三個層次上利用節(jié)點位置的局部性。對應的三種可行的局部化策略分別是“tracker locality”（鄰居選擇）、“choker locality”（choke和unchoke）和“pickerlo

4、cality”（數(shù)據(jù)塊選擇）。通過基于H-sphere模型的理論分析，可以分別得出三種策略下的數(shù)據(jù)平均傳輸距離和系統(tǒng)效率的解析表達式。每種策略的分析都包括文件下載和視頻流直播兩種應用情景。所有分析結果都通過了廣泛的仿真實驗的驗證。
　　 分析結果表明：(1)當類BitTorrent系統(tǒng)進入穩(wěn)定狀態(tài)后（Steady State）后，三種局部化策略都可以獲得同傳統(tǒng)BitTorrent系統(tǒng)一樣的系統(tǒng)效率。(2)三種局部化策略都可以顯著

5、的降低網(wǎng)絡負載。(3)各策略各有所長，分別在不同的情況下具有最好的效果。
　　 基于Web的利用節(jié)點位置局部性的對等網(wǎng)絡視頻點播系統(tǒng)BitTube的設計思想是盡可能少的改變已有的基于Web的視頻點播系統(tǒng)的結構和用戶的使用方式。BitTube包含了一系列考慮或不考慮節(jié)點位置局部性的數(shù)據(jù)塊選擇策略，并且支持HTTP和對等網(wǎng)絡方式下載的無縫結合。通過觀察BitTube系統(tǒng)各節(jié)點的數(shù)據(jù)塊粒度的下載行為，可以計算出BitTube系統(tǒng)在各數(shù)

6、據(jù)塊選擇策略下相對于傳統(tǒng)CS方式的服務器負載減少量，并且可以分別給出BitTube在各數(shù)據(jù)塊選擇策略下的各種設計目標的關系。
　　 利用BitTube系統(tǒng)框架，通過在3:9:1版本的BitTorrent源代碼中加入視頻流直播和三種局部化功能，可以在文件下載和視頻流直播應用情景下對這三種局部化策略在PlanetLab平臺上進行實驗測試。實驗結果不僅表明所提出的三種局部化策略可以很大程度上減輕互聯(lián)網(wǎng)的負擔同時降低文件下載所需的時間，