集中目录式P2P网络的设计与仿真.doc

1、集中目录式P2P网络的设计与仿真学 号 密 级 集中目录式P2P网络的设计与仿真Design and Simulation of Centralized Directory-Based P2P Networks学生姓名：所在学院：所在专业：指导教师：职称：所在单位：论文提交日期：论文答辩日期：学位授予单位：摘要网络是目前国际上计算机网络领域的研究热点。随着因特网的迅速发展，使用因特网的用户可以实现分布在世界各地的网络终端信息的共享。集中目录式P2P模式是当今三大主流网络之一，以Napster为典型代表，改变了传统的客户端/服务器(C/S)模式。该网络的主要特点是弱化了中央目录服务器的作用，充分

2、利用了节点的存储能力，网络中每个节点的地位都是对等的。集中目录式模式的诞生，引出了对等网络的新概念。作为第一代网络，集中目录式模式具有广阔的应用空间和重要的研究价值。本课题通过阅读P2P技术相关文献，分析国内外前沿的P2P网络技术，并结合集中目录式P2P架构的自身特点及适用范围，提出了一种针对集中目录式P2P网络的设计与。以适合网络仿真的新型工具OMNeT+为仿真平台，对集中目录式P2P网络进行设计与仿真实验。经过OMNeT+仿真实验，在仿真平台上实现了集中目录式P2P过程，这对于进一步研究集中目录式P2P模式的性能具有一定的参考价值。关键词：对等网络；集中目录式模式；仿真；OMNeT+III

3、ABSTRACTCurrently P2P network is a hot research field of international computer networks. With the rapid development of the Internet, users can share networks terminal information distributed around the world. At present Centralized Directory-Based P2P model is one of the three mainstream P2P networ

4、ks. It uses Napster as a typical representative, which changes the traditional client/server (C/S) mode. The main feature of this network is not only to weaken the role of the central directory server, but also make full use of the storage capacity of the node, and the status of each node in the net

5、work is equal. The birth of the Centralized Directory-Based P2P model leads to a new concept of peer to peer network. As the first generation of P2P networks, Centralized Directory-Based P2P model possesses broad application space and is of great research value.By reading relevant literature of P2P

6、technology, This project analyzes domestic and international cutting-edge P2P network technology, combined with its own characteristics and scope of Centralized Directory-Based P2P framework, and proposes a design and simulation scheme for Centralized Directory-Based P2P networks. The new type tool

7、OMNeT+ is taken as a simulation platform suitable to networks simulation, to design and simulate the Centralized Directory-Based P2P network. By experimenting with OMNeT+ simulation, the entire working process of Centralized Directory-Based P2P networks model is achieved on the simulation platform,

8、which has a certain reference value for further research focusing on the performance of directory-based P2P mode.Key words: Peer To Peer networks; Centralized directory model; Simulation; OMNeT+XX工程大学学士学位论文论文目录第1章 绪论11.1 选题背景及意义11.2 国内外研究现状21.3 课题主要研究内容41.4 论文内容的组织与安排5第2章 集中目录式P2P相关理论62.1 集中目录式P2P工作

9、原理62.2 集中目录式P2P关键技术72.2.1 线性表的链式表示72.2.2 集中式P2P搜索技术72.2.3 集中索引模型82.3 本章小结9第3章 集中目录式P2P网络的设计113.1 P2P网络总体设计113.1.1 网络拓扑图113.1.2 网络元器件设计123.2 网络主要功能设计133.3 仿真主要源代码153.4 本章小结18第4章 仿真实现与分析194.1 实验目的194.2 OMNET+仿真工具194.2.1 仿真工具简介194.2.2 仿真工具原理与NED语言204.2.3 仿真环境设置234.3 实验方案及结果分析234.4 本章小结33结论34参考文献35攻读士学位

10、期间发表的论文和取得的科研成果37致谢38V第1章 绪论第1章 绪论1.1 选题背景及意义近年来，技术成为了因特网的技术。随着计算机技术的特网应用的，因特网不断增加，网上信息资源呈现出势。传统的客户端/服务器(C/S)模式已经很难的需求，对等网络(P2P)作为一种的模式，了传统的客户端/服务器(C/S)模式，它具有、容错能力强等优点，美国杂志更是将列为影响因特网未来发展走向的四项科技之一1。是Peer-To-Peer Mode的英文缩写，技术的本质思想是：人人的资源，人人享受别人。从而彻底改变了落后的客户端/服务器(C/S)模式，让所有网络成员享有、。在中，既是网络服务申请者，又是网络，即网络

11、上所有计算机无主从之分，任何两个节点之间都可以进行、消息传递。如今，技术在分布式计算、文件共享、流媒体、语音通信及在线游戏支撑平台等信息技术领域都发挥了重要作用。从概念出现至今，已经出现了多种网络结构。网络的发展主要集中目录式、和结构化三大发展阶段。集中目录式网络是网络家族中最早诞生的一员，它属于中心式网络，虽然仍具有中心化的特点，但是与传统的客户端/服务器(C/S)网络模式相比较，集中目录式网络中央目录服务器 。二十世纪九十年代，世界上第一个应用性网络Napster2。作为集中目录式网络的，Napster在半年时间内即5000万的注册用户，向的计算机学界展示了P2P和巨大的。在技术的大力推动

12、下，网络资源的储存模式发生了很大的改变：其一，用户不再需要将自己拥有的文件上传到中央服务器，而只需使用模式将自己想要共享的信息或文件发送给其它的用户；其二，完全过去一度盛行的/服务器(C/S)模式，填平了客户端和服务器两种概念之间无法逾越的鸿沟。在/服务器(C/S)模式中，各个中央服务器之间难以按照客户端的要求进行，这已经成为网络能力扩展的瓶颈3；而P2P模式使得每个对等节点都能够作为网络资源的，在网络上。本课题旨在利用，仿真实现集中目录式网络。集中目录式网络模型主要，以用于文件以模式在各个对等节点之间进行传输。对于网络仿真，初步集中目录式网络的，通过网络仿真的基本手段，对集中目录式P2P网络

13、模型进行验证，为进一步研究、集中目录式网络的数据分析。1.2 国内外研究现状因特网的起源是美国国防部阿帕网。网络空间中既存储着传统文本消息，又充斥了大量的多媒体资料，如音乐、图片、3D游戏、远程医护、远程教育等4。在这种形势下客户端/服务器(C/S)工作模式已经难以胜任，它自身存在的弊端逐渐暴露出来，于是模式随之登上了历史舞台。从万维网问世后，以万维网为主的客户端/服务器(C/S)架构的应用迅速发展，并长期占据了统治地位，直到美国Napster软件的问世，这一现状才得以改变5。Napster的诞生，开创了，自此之后的概念迅速。IBM公司对定义为：“P2P是具有至少以下的计算机：系统中的每个成员

14、从系统中其它成员受益而不是服务器；系统的成员既是端又是服务器；系统中的用户一个”。目前，因特网上的模式应用软件层出不穷，像BT、PPLive等软件已被现在的绝大多数人所了解。还扩展到、政府办公、商业、通讯和军事装备等各个领域6。用于共享歌曲资源的中，所有的文件资源并非存储于中央目录服务器上，而是存储在各个对等节点中。发起检索文件请求的源节点能够根据中央目录服务器返回的检索结果，选择合适的目标节点建立直接连接，而不必再访问中央目录。这种网络结构虽然并不复杂，但是它显示了的7。集中目录式模式与传统的客户端/服务器(C/S)模式的对比结果如表1.1所示：表1.1 集中目录式P2P模式和客户端/服务器

15、模式的对比网络模式集中目录式P2P客户端/服务器节点间的关系对等不对等资源分布相对分散集中中心依赖性中心依赖性较小中心依赖性很强资源利用率较高较低可扩展性好差数据互动性好差在集中目录式网络中，每个对等节点连接到一台服务器，服务器的资源索引信息。每个用户将自己愿意与其它用户共享的文件信息器，服务器会采集这些文件信息以及该用户的地址，并将它们作为一个数据域插入原有的线性链表中。当某用户想要检索一个文件时，首先将“检索”消息中央目录服务器，该服务器收到请求以后，等处理完成后将“回复”消息返回给该用户，这条消息列有所查到的所匹配的文件索引8。当该用户收到响应以后，会在选择自己所需的文件资源，根据文件索引中对应的定位信息，与建立直接连接并传输文件。主要以下四类：(1)集中目录式网络模型集中目录式结构是最早出现的应用模式，因为仍然具有，也称为非纯粹的结构9。是其最典型的代表，其用户注册与于传统的客户端/服务器模式。是中央集权式的系统，利用中央列表管理的服务，是一种典型的。它的优点在于能够提供较高的 ，便于；不足是存在10。网络也是中心式对等网络的一种，属于。是文件共享领域中使用最广的软件