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随着互联网的不断发展和壮大,不仅网络的规模在急速地扩张,而且各种各样的网络应用也是层出不穷。其中,P2P应用所占用的流量最大,BitTorrent(简称BT)是最流行的P2P文件传输协议。P2P网络的运行机制对流量特征和网络性能有重要影响。因此,研究P2P网络的运行机制和有效的提高BT协议的文件传输效率,对于提高网络服务的性能、降低网络的负载都具有重要的现实意义。
本文在对P2P网络做出概要性介绍的基础上,针对P2P文件共享系统的下载效率展开了以下研究:
(1)对P2P协议中文件传输的若干因素进行抽象,得出在各种带宽情况下P2P共享文件系统分发文件的时间下限,并给出了相应的分发规则。
(2)提出了一种基于带宽估计的友邻选择算法,首先对邻居节点的带宽进行估计,然后在带宽估计的基础上依据带宽匹配的原则做出邻居选择。对于带宽匹配的邻居我们称之为友邻,故算法取名为友邻选择算法。由于带宽估计算法需要的数据直接取自邻居之间的交换信息,避免了网络流量增加等问题。以此为基础的友邻选择算法不需要Tracker服务器的介入。
(3)采用C++开发了一个基于离散事件驱动的模拟器,并且在模拟器中对友邻选择算法做了验证。模拟实验的结果表明,带宽估计算法较准确地得出了邻居的上传带宽,以此为基础的友邻选择算法有效地减少了BitTorrent用户的平均下载完成时间,特别是中、高带宽节点的平均下载完成时间减少幅度较大。
(4)设计了一个BT实验系统,在实验系统中对算法的效果做了初步的测试。