【正文】 引服務(wù)，是文件索引的集散地，即在請求服務(wù)節(jié)點和提供服務(wù)節(jié)點之間進(jìn)行匹配。同工作使得在不同地點的參與者可以在一起工作，因為采用文件直接共享的方式可以保證系統(tǒng)中的每個人所獲得的信息總是最新的，同時節(jié)省了采用單獨服務(wù)器時對該服務(wù)器存儲以及性能的要求。目前有很多研究項目和應(yīng)用軟件都是針對P2P的文件共享的，包括Freenet【8】、Gnutella、Free Haven【9】、Ohaha【10】、BitTorrent、Kazza【11】、eDonkey【12】等。（3） 隨著節(jié)點的增加，C/S模式下服務(wù)器的負(fù)載會越來越重，將成為系統(tǒng)的瓶頸和單一故障點。然而，今天計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展使得上面的假設(shè)出現(xiàn)了問題。但是，在傳統(tǒng)的C/S (Client/Server, 客戶/服務(wù)器)模式下，這些資源沒有能夠得到很好的開發(fā)和利用。我們指出構(gòu)建層次化節(jié)點標(biāo)識符的思想完全可以應(yīng)用于其他的DHT系統(tǒng)中，如CAN和Pastry等。DHT在節(jié)點失效、遭受攻擊和突發(fā)性高負(fù)載面前都能表現(xiàn)出很好的健壯性；它具有良好的可擴(kuò)展性，能以較低系統(tǒng)開銷獲得較大的系統(tǒng)規(guī)模；可以自我配置，不需要手工干預(yù)就可以自動把新加入節(jié)點合并到系統(tǒng)中；能提供簡單靈活的接口，可以為多個應(yīng)用同時使用。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。本文在第3章詳細(xì)介紹了我們的研究成果。作為示例，本文利用這種思想對Chord進(jìn)行了改進(jìn)，構(gòu)造了eChord。P2P構(gòu)建了一種完全分散式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，不同于C/S的集中模式。因而面對今天數(shù)目巨大的用戶以及海量信息處理要求，簡單的C/S模式已經(jīng)不能滿足需要。這將創(chuàng)造一個更加精煉的信息倉庫和一個更加統(tǒng)一的資源標(biāo)識方法。Jabber【13】是一個開放源碼的實時通信平臺。SETIhome【19】是UC Berkeley大學(xué)啟動的普及計算的研究項目，目前大約吸引了一百萬臺計算機(jī)參與研究。 非結(jié)構(gòu)化P2P鑒于集中式目錄服務(wù)器不僅可能成為系統(tǒng)的瓶頸，而且還可能引發(fā)法律糾紛。本文將在第二章中介紹這幾種DHT系統(tǒng)。例如，自2002年起，美國國家科學(xué)基金會（NSF）提供了1200萬美元的資金啟動了一個為期5年的研究項目IRIS【28】，該項目集中了MIT和UC Berkeley等5所著名高等院校的強(qiáng)大科研力量，為下一代大規(guī)模分布式應(yīng)用研制基于DHT的新型基礎(chǔ)設(shè)施。關(guān)鍵字標(biāo)識符K通過哈希關(guān)鍵字本身得到，而節(jié)點標(biāo)識符N則通過哈希節(jié)點的IP地址得到。對特定關(guān)鍵字的查詢報文可以通過后繼節(jié)點指針在圓環(huán)上傳遞，直到到達(dá)這樣一個節(jié)點：關(guān)鍵字的標(biāo)識落在該節(jié)點標(biāo)識和它的后繼節(jié)點標(biāo)識之間，這里的后繼節(jié)點就是存儲目標(biāo)(K, V)對的節(jié)點。 指針表示例擴(kuò)展的查詢過程是：任何一個節(jié)點收到查詢關(guān)鍵字K的請求時，首先檢查關(guān)K是否落在該節(jié)點標(biāo)識和它的后繼節(jié)點標(biāo)識之間，如果是的話，這個后繼節(jié)點就是存儲目標(biāo)(K, V)對的節(jié)點。 PastryMicrosoft研究院和Rice大學(xué)共同提出的Pastry【24】是用于廣域P2P應(yīng)用的分布式查找和路由系統(tǒng)。 nodeId為10233102的Pastry節(jié)點維護(hù)的狀態(tài)示意圖，b取值為2，所有的數(shù)均是4進(jìn)制的。如果關(guān)鍵字沒有落在葉子節(jié)點集范圍內(nèi)，節(jié)點就會把消息轉(zhuǎn)發(fā)給路由表中的一個節(jié)點，該節(jié)點的nodeId和關(guān)鍵字的相同前綴至少要比當(dāng)前節(jié)點的nodeId和關(guān)鍵字的相同前綴長一個數(shù)位。）當(dāng)前節(jié)點將從L’中選擇一個L中沒有的活動節(jié)點來替代失效節(jié)點。因此，有效的路由機(jī)制是CAN中的一個關(guān)鍵問題。3. 執(zhí)行分割操作，然后原有區(qū)域的鄰接區(qū)域必須被告知發(fā)生了分割，這樣新節(jié)點才能被別的節(jié)點路由到。這時，如果讓該節(jié)點接管失效節(jié)點地區(qū)域，就有可能導(dǎo)致CAN中狀態(tài)不一致。這種方式類似于IP分組轉(zhuǎn)發(fā)過程中的最長前綴匹配。在這條發(fā)布路徑上的每個節(jié)點都保存關(guān)于這個對象O的位置信息指針OG, S，這里的位置信息只是一個指向S的指針，而并不是對象O的拷貝。除此之外，每個Tapestry節(jié)點都使用后向指針周期性的發(fā)送“心跳”(heartbeats)UDP分組給把自己加入鄰居映射表的節(jié)點。構(gòu)造完自己的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)后，節(jié)點N將通知網(wǎng)絡(luò)中的其他節(jié)點自己已經(jīng)加入網(wǎng)絡(luò)。同樣，由于每個節(jié)點的鄰居映射表的每個級別只需要保存b個表項，因此，鄰居映射表的空間為blogbN。Tapestry動態(tài)地把每個標(biāo)識符G映射到當(dāng)前系統(tǒng)中一個節(jié)點上，該節(jié)點稱為G的根節(jié)點，表示為GR。如果時鐘超時，節(jié)點將向失效節(jié)點的所有鄰居節(jié)點發(fā)送接管消息，該消息中包括它自己的區(qū)域面積信息。遇到失效節(jié)點時，CAN會自動沿著其他的路徑進(jìn)行路由。[0, 1][0, 1]的笛卡兒坐標(biāo)空間劃分成五個節(jié)點區(qū)域的情況。節(jié)點X利用這些信息初始化自己的狀態(tài)表，然后節(jié)點X再通知其他節(jié)點它已經(jīng)加入了系統(tǒng)。葉子節(jié)點集維護(hù)的是nodeId和本節(jié)點最接近的節(jié)點，其中一半是nodeId大于當(dāng)前節(jié)點的，另一半是nodeId小于當(dāng)前節(jié)點的。正常情況下，路由不超過步（b是配置參數(shù)，典型取值為4）。也就是說，新節(jié)點n將要求已知的系統(tǒng)中某節(jié)點為它查找指針表中的各個表項。[1]就是節(jié)點n的后繼節(jié)點。當(dāng)節(jié)點n離開網(wǎng)絡(luò)時，所有分配給它的關(guān)鍵字將重新分配給n的后繼節(jié)點。給定一個關(guān)鍵字，Chord可以有效地把該關(guān)鍵字映射到網(wǎng)絡(luò)中某個節(jié)點上。接著討論了P2P的含義以及P2P研究的必要性，然后本章對P2P的主要應(yīng)用領(lǐng)域做了概要的介紹。DHT的主要思想是：首先，每條文件索引被表示成一個(K, V)對，K稱為關(guān)鍵字，可以是文件名（或文件的其他描述信息）的哈希值，V是實際存儲文件的節(jié)點的IP地址（或節(jié)點的其他描述信息）。它們分別是：基于目錄服務(wù)器P2P，非結(jié)構(gòu)化P2P，和結(jié)構(gòu)化P2P。通過采用P2P計算技術(shù)個人和組織可以隨時采用各種方式建立在線、非在線的協(xié)同應(yīng)用環(huán)境。采用P2P技術(shù)來共享信息資源可以更加充分的利用網(wǎng)絡(luò)中的帶寬資源，從而提高了系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信的效率。在P2P網(wǎng)絡(luò)上，閑散資源有機(jī)會得到利用，所有節(jié)點的資源總和構(gòu)成了整個網(wǎng)絡(luò)的資源，整個網(wǎng)絡(luò)可以被用作具有海量存儲能力和巨大計算處理能力的超級計算機(jī)。在傳統(tǒng)的C/S方式下，由服務(wù)器向眾多的客戶機(jī)提供服務(wù)，這樣做的潛在前提是：假定服務(wù)器擁有強(qiáng)大的處理能力、高速網(wǎng)絡(luò)接口和大容量的存儲空間；與此對應(yīng)，客戶機(jī)的處理能力通常被認(rèn)為比較弱小，基本上只是一個高性能的I/O設(shè)備。很明顯，網(wǎng)絡(luò)邊緣分布著大量的計算和存儲資源。作為示例，本文結(jié)合IPv6和Chord，構(gòu)造了一種改進(jìn)型的DHT系統(tǒng)－Chord6，僅僅對Chord協(xié)議做了很小的改動就取得了很好的尋路性能改善，并通過仿真驗證了這種方案的有效性。DHT在應(yīng)用層上把所有的P2P節(jié)點組織成一個結(jié)構(gòu)化的重疊網(wǎng)絡(luò)，文件索引分布其中，查詢報文將通過這個重疊網(wǎng)絡(luò)路由。作者簽名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進(jìn)行研究所取得的研究成果。作者簽名： 日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日指導(dǎo)教師評閱書指導(dǎo)教師評價：一、撰寫（設(shè)計）過程學(xué)生在論文（設(shè)計）過程中的治學(xué)態(tài)度、工作精神□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格學(xué)生掌握專業(yè)知識、技能的扎實程度□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格學(xué)生綜合運用所學(xué)知識和專業(yè)技能分析和解決問題的能力□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格研究方法的科學(xué)性；技術(shù)線路的可行性；設(shè)計方案的合理性□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格完成畢業(yè)論文（設(shè)計）期間的出勤情況□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格二、論文（設(shè)計）質(zhì)量論文（設(shè)計）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格是否完成指定的論文（設(shè)計）任務(wù)（包括裝訂及附件）？□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格三、論文（設(shè)計）水平論文（設(shè)計）的理論意義或?qū)鉀Q實際問題的指導(dǎo)意義□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格論文的觀念是否有新意？設(shè)計是否有創(chuàng)意？□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格論文（設(shè)計說明書）所體現(xiàn)的整體水平□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格建議成績：□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格（在所選等級前的□內(nèi)畫“√”）指導(dǎo)教師： （簽名） 單位： （蓋章）年 月 日評閱教師評閱書評閱教師評價：一、論文（設(shè)計）質(zhì)量論文（設(shè)計）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格是否完成指定的論文（設(shè)計）任務(wù)（包括裝訂及附件）？□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格二、論文（設(shè)計）水平論文（設(shè)計）的理論意義或?qū)鉀Q實際問題的指導(dǎo)意義□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格論文的觀念是否有新意？設(shè)計是否有創(chuàng)意？□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格論文（設(shè)計說明書）所體現(xiàn)的整體水平□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格建議成績：□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格（在所選等級前的□內(nèi)畫“√”）評閱教師： （簽名） 單位： （蓋章）年 月 日中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文 摘 要教研室（或答辯小組）及教學(xué)系意見教研室（或答辯小組）評價：一、答辯過程畢業(yè)論文（設(shè)計）的基本要點和見解的敘述情況□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格對答辯問題的反應(yīng)、理解、表達(dá)情況□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格學(xué)生答辯過程中的精神狀態(tài)□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格二、論文（設(shè)計）質(zhì)量論文（設(shè)計）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格是否完成指定的論文（設(shè)計）任務(wù)（包括裝訂及附件）？□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格三、論文（設(shè)計）水平論文（設(shè)計）的理論意義或?qū)鉀Q實際問題的指導(dǎo)意義□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格論文的觀念是否有新意？設(shè)計是否有創(chuàng)意？□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格論文（設(shè)計說明書）所體現(xiàn)的整體水平□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格評定成績：□ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格（在所選等級前的□內(nèi)畫“√”）教研室主任（或答辯小組組長）： （簽名）年 月 日教學(xué)系意見：系主任： （簽名）年 月 日摘要隨著個人計算機(jī)性能的提高和互連網(wǎng)用戶的急劇增長，在網(wǎng)絡(luò)邊緣出現(xiàn)了大量的閑散計算和存儲資源，而網(wǎng)絡(luò)帶寬的大幅提高也使得開發(fā)和利用這些潛在的計算資源成為可能。DHT具有廣闊的應(yīng)用前景，國際上許多著名的研究機(jī)構(gòu)都在開展基于DHT的大規(guī)模P2P系統(tǒng)研制工作。仿真的結(jié)果證明該方案的有效性。 (a) C/S模式網(wǎng)絡(luò) (b) P2P模式網(wǎng)絡(luò)P2P大體又可分為兩種類型。也就是說，服務(wù)器負(fù)載過重，可能會成為瓶頸。（5） C/S 模式下的互聯(lián)網(wǎng)是完全依賴于中心點 — 服務(wù)器的。 網(wǎng)絡(luò)游戲?qū)拵ЬW(wǎng)絡(luò)游戲?qū)τ趲挼南氖潜容^多的，通過P2P技術(shù)，一方面是可以下載游戲場景，另一方面可以省卻一些昂貴的游戲服務(wù)器。GRID【20】是研究普及計算的典型代表。以Gnutella（）為代表的非結(jié)構(gòu)化P2P系統(tǒng)中，文件索引信息不再由集中式的目錄服務(wù)器存儲和管理，而是分散到網(wǎng)絡(luò)中，由節(jié)點自己保存。 分布式哈希表，可以看到每個節(jié)點都維護(hù)了哈希表的一部分。哈希表作為一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，可以在記錄的存儲位置和它的關(guān)鍵字之間建立一個確定的對應(yīng)關(guān)系，使每個關(guān)鍵字和結(jié)構(gòu)中一個唯一的存儲位置相對應(yīng)。哈希函數(shù)可以選用SHA1【29】。 簡單查詢過程，節(jié)點8發(fā)起的查找關(guān)鍵字54的請求，通過后繼節(jié)點依次傳遞，最后定位到存儲有關(guān)鍵字54的節(jié)點56。否則，節(jié)點將查找它的指針表，找到表中節(jié)點標(biāo)識符最大但不超過K的第一個節(jié)點，并將這個查詢請求轉(zhuǎn)發(fā)給該節(jié)點。Pastry系統(tǒng)中的每個節(jié)點都有一個唯一的節(jié)點號（nodeId），每條消息都有一個關(guān)鍵字。其中路由表的最上面一行是第0行。如果路由表中相應(yīng)的表項為空，或者表項中對應(yīng)的節(jié)點不可達(dá)，這時候查詢消息將被轉(zhuǎn)發(fā)給前綴長度相同但是節(jié)點號數(shù)值更接近關(guān)鍵字的節(jié)點。如果節(jié)點檢測出其路由表中某項對應(yīng)的節(jié)點失效，它將從該項所在的路由表行中選擇另一個節(jié)點，要求該節(jié)點把路由表中對應(yīng)位置的項發(fā)過來。 五個節(jié)點維護(hù)的CAN虛平面 CAN的