移動(dòng)環(huán)境下構(gòu)建P2P覆蓋網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、近年來隨著移動(dòng)計(jì)算與無線通信兩大技術(shù)的迅速發(fā)展，出現(xiàn)了這樣的一種現(xiàn)象，即移動(dòng)通信設(shè)備的計(jì)算能力越來越強(qiáng)，而同時(shí)計(jì)算設(shè)備的無線通信能力也得以迅速發(fā)展。這種現(xiàn)象就為將目前正備受青睞的對(duì)等計(jì)算(Peer-to-PeerComputing)技術(shù)引入移動(dòng)計(jì)算領(lǐng)域提供了良好的技術(shù)背景和應(yīng)用前景。面對(duì)機(jī)遇，目前無論是學(xué)術(shù)界還是工業(yè)界都對(duì)在移動(dòng)計(jì)算環(huán)境下構(gòu)建P2P覆蓋網(wǎng)絡(luò)投入了極大的熱情和精力，并普遍將其視為一個(gè)新的研究領(lǐng)域，即移動(dòng)P2P(Mobile

2、Peer-to-Peer，簡稱為MP2P)計(jì)算領(lǐng)域。
　　 然而，帶來機(jī)遇的同時(shí)，移動(dòng)計(jì)算環(huán)境的特殊性也給MP2P的構(gòu)建帶來了很多新的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。這些挑戰(zhàn)主要集中在MP2P的體系結(jié)構(gòu)、資源定位與獲取算法以及安全與隱私三個(gè)方面，而且不同的移動(dòng)環(huán)境對(duì)MP2P的挑戰(zhàn)又有所區(qū)別。因此，本文首先將移動(dòng)計(jì)算環(huán)境分為有設(shè)施移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)(MobileAd-hoc NETwork，簡稱為MANET)兩類移動(dòng)環(huán)境來分別討論，并主要研究各自

3、環(huán)境下的MP2P體系結(jié)構(gòu)以及資源定位與獲取算法。同時(shí)也對(duì)MP2P的安全和隱私問題進(jìn)行初步探討，但主要是研究其中的信任度管理問題。通過對(duì)這些關(guān)鍵技術(shù)的研究，本文取得了如下一些創(chuàng)新性成果：
　　 首先，本文研究了MANET環(huán)境下MP2P覆蓋網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建。其中主要包含兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，即MP2P的體系結(jié)構(gòu)和MP2P的資源定位與獲取算法。我們首先針對(duì)MANET環(huán)境的特殊性，引用DHT思想，設(shè)計(jì)了一種適于MANET環(huán)境的基于地理信息的分層哈希索

4、引結(jié)構(gòu)GH2I(Geographic-information-based Hierarchical HashIndex)。然后，基于該結(jié)構(gòu)，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種MP2P資源定位與獲取算法CAR(Content Addressable and auto-Retrievable)。這部分工作的研究目標(biāo)是構(gòu)建一種MANET環(huán)境下的具有較好的可擴(kuò)展性、資源查找與獲取高效性以及移動(dòng)環(huán)境適應(yīng)性的MP2P網(wǎng)絡(luò)，最后通過分析和模擬實(shí)驗(yàn)得到了評(píng)估和驗(yàn)證。

5、>　　 其次，我們以海上移動(dòng)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)為應(yīng)用場景，研究了有設(shè)施移動(dòng)環(huán)境下的MP2P覆蓋網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建。為實(shí)現(xiàn)海上移動(dòng)環(huán)境下的MP2P覆蓋網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建，我們首先基于WiFi、WiMAX以及Inmarsat3/4衛(wèi)星通信等先進(jìn)技術(shù)，提出了一種下一代海事數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)NGMDCN(Next Generation Maritime Data CommunicationNetwork)的概念性結(jié)構(gòu)。然后基于該結(jié)構(gòu)，我們?cè)O(shè)計(jì)了分層的MP2P體系結(jié)構(gòu)。接著基

6、于該體系結(jié)構(gòu)，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種海上移動(dòng)P2P系統(tǒng)，稱為eSeagull。這其中還包含了我們的另一項(xiàng)工作，即對(duì)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)AIS(Automatic IdentificationSystem)進(jìn)行的網(wǎng)絡(luò)吞吐性能研究。AIS是一種新興的目前正被廣泛應(yīng)用于航?；蚝娇疹I(lǐng)域的特殊空間時(shí)分多址存取(Spatial Time Division Multiple Access，簡稱STDMA)Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)。
　　 最后，我們對(duì)MP2P的安全問

7、題進(jìn)行研究。安全問題是目前MP2P研究中的一個(gè)相對(duì)比較薄弱的環(huán)節(jié)，當(dāng)然不可否認(rèn)它也是MP2P研究中必須面臨的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問題。MP2P的網(wǎng)絡(luò)安全問題涵蓋了信任管理、攻擊檢測、訪問控制、匿名通信以及對(duì)等信譽(yù)等方面。然而，限于篇幅和時(shí)間，本文在這一部分并未對(duì)MP2P的各種安全問題進(jìn)行全面深入的研究，而只是對(duì)它們進(jìn)行初步的探討，并主要設(shè)計(jì)了一種可用于MP2P文件共享系統(tǒng)的基于信譽(yù)度的信任度管理模型。
　　 該模型基于對(duì)MP2P節(jié)點(diǎn)提供

8、共享文件的服務(wù)質(zhì)量QoS(Quality of Service)來對(duì)資源提供節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信譽(yù)度評(píng)價(jià)，并對(duì)信譽(yù)度進(jìn)行等級(jí)劃分，然后基于該信譽(yù)度設(shè)計(jì)出一種等級(jí)制的信任度管理模型，同時(shí)也提供了MP2P網(wǎng)絡(luò)中信任度的查找、更新與匯聚的方法。該模型的主要目標(biāo)是能夠較快地將惡意節(jié)點(diǎn)孤立，減小惡意節(jié)點(diǎn)的影響程度和范圍。同時(shí)，模型中也考慮了一些由于網(wǎng)絡(luò)客觀的自身因素對(duì)節(jié)點(diǎn)文件QoS的影響，以實(shí)現(xiàn)對(duì)節(jié)點(diǎn)行為盡量公正的判斷。最后通過理論分析和模擬實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了模型