端到端測量輔助的對等網絡中繼選擇方法研究.pdf

1、隨著互聯網的迅猛發(fā)展，網絡結構、網絡終端以及網絡接入方式，均發(fā)生了巨大的改變，從根本上改變了互聯網端到端的網絡特性。對等網絡利用應用層的控制協(xié)議將網絡中的終端節(jié)點連接起來，從而構建了在物理網絡之上的虛擬網絡結構，也稱為對等覆蓋網絡。對等網絡為大規(guī)模的數據共享、內容分發(fā)以及流媒體傳輸等服務提供了一種全新的網絡傳輸機制?；谔囟☉玫奶厥鈭鼍跋碌膶Φ染W絡中具有節(jié)點性能有限、網絡流量特征難以獲取、應用服務時延要求高等特點，因此在提供相應網絡服

2、務時，僅僅依賴于通用對等網絡的相關技術不足以支持資源節(jié)點的發(fā)現與最優(yōu)路徑的選擇。如果能夠及時獲取對等網絡節(jié)點位置信息與鏈路的時延性能，發(fā)現并選擇性能較好的節(jié)點協(xié)助流量傳輸，可提供一種可行的優(yōu)化網絡鏈路、提升網絡性能的方法。
　　本文提出利用端到端網絡測量輔助的方法，在網絡資源受限的條件下，有效的實現對等網絡參數與性能的測量評估，并結合對等網絡的動態(tài)規(guī)劃與結構控制，從而在網絡節(jié)點中尋找合適的中繼路徑，在降低網絡協(xié)議開銷的同時，提高網

3、絡鏈路的傳輸性能。本文的研究內容和主要貢獻主要包括以下幾個方面:
　　1.研究了基于應用服務網絡系統(tǒng)的應用層時延測量方法與性能評估。通過基于網頁腳本的應用層時延測量平臺，利用Java applet，Flash AS以及JSP對真實網絡環(huán)境下的應用層時延與網絡層時延的相關性與特異性進行了全面的對比與分析，并對3種應用層測量方法的準確度、測量開銷以及測量耗時進行了評估與分析。結果顯示出應用層時延在節(jié)點負載較低的情況下與網絡層時延接近，

4、并能夠正確反映的網絡鏈路的動態(tài)時延特性；Flash AS是測量開銷最大，但測量結果最準確的實驗方法，而其他2種測量方法的結果與性能則較為相似。
　　2.研究了對等網絡中基于隨機近似方法的中繼節(jié)點選擇問題。本文提出了一種基于網絡時延測量與隨機網絡框架相結合的對等網絡中繼節(jié)點隨機路由算法。該算法應用隨機近似理論，通過綜合權衡本地路徑時延以及非本地網絡路徑的期望時延，從而選擇端到端期望時延最短的中繼節(jié)點所構成的中繼路徑作為傳輸路徑，以克

5、服源節(jié)點與目的節(jié)點無法正常建立缺省傳輸路徑的問題。為了更好的獲取并計算非本地路徑的期望時延，路由算法通過歷史時延測量數據擬合鏈路的時延分布，以提高路由決策的性能和準確度。基于真實數據集的仿真實驗證明了該方法在實際網絡應用中的準確性與可行性。
　　3.研究了大規(guī)模對等網絡中位置敏感的中繼發(fā)現與選擇方法。在權衡時效性、復雜度以及準確性的基礎上，選擇基于網絡位置的間接測量方法，對候選中繼節(jié)點進行初篩，然后利用直接探測的方法從篩選后的候選

6、中繼節(jié)點集中選擇最優(yōu)的中繼節(jié)點。利用間接測量與直接測量相結合的方法，在降低網絡與計算開銷的同時，通過雙階的中繼節(jié)點高效發(fā)現與精確選擇方法，能夠在節(jié)點對間獲得性能較好的中繼節(jié)點。通過與其他中繼選擇方法的對比，基于網絡坐標系統(tǒng)與分布式哈希表的中繼發(fā)現與選擇方法在準確度與開銷上均能夠取得較好的收益，并且能夠應用在基于分布式哈希表的大規(guī)模對等網絡中以提高網絡傳輸性能。
　　本文較為詳盡的分析了端到端網絡測量技術，結合對等網絡的中繼路由實際