融合P2P技术的云平台快速内容分发机制研究与实现

摘要

随着云计算技术的发展，云存储服务逐渐成为商业应用及个人应用普遍采用的存储解决方案。用户向云存储服务端发出文件下载请求，云端服务器收到请求后开始提供内容分发服务，内容分发过程中数据传输协议一般采用HTTP协议。上述内容分发过程可能存在如下问题:大量用户在短时间内向云存储服务器发出下载同一文件的请求，造成云服务端带宽压力过大，并进一步导致用户下载时间过慢。为了解决这一问题，本文基于OpenStack云平台研究融合P2P技术的云平台快速内容分发机制，使用该机制云平台可以充分利用P2P系统中客户端分享数据的特性，来解决使用HTTP协议进行内容分发造成的云服务端带宽消耗过大及用户下载时间过慢的问题。
　　本文的主要工作包括相互关联的三个方面。首先，研究了云平台快速内容分发的参考度量指标及指标计算方法。为了确定快速内容分发机制中HTTP协议和P2P协议间的转换条件及衡量快速分发机制的效果，本文选取了四个度量指标:用户类型、服务质量、时间收益、带宽收益。其中时间收益和服务质量两种度量指标侧重考虑用户的利益，带宽收益与用户类型两种指标侧重考虑云存储服务提供商的利益。本文对时间收益和带宽收益两种指标给出了具体计算方法，并针对小文件分发的特殊性做了适应性的改变。之后，基于四种度量指标提出了五种可行的动态协议转换方法，对每种方法进行分发性能分析，并选择了一种最适合文件共享及分发应用场景的方法。在该方法的基础上，对协议转换之后云服务提供商提供的文件带宽进行分析，并计算了可重新分配文件带宽的临界值，以进行后续带宽资源调度。最后，基于OpenStack云平台实现了上述动态协议转换方法，并阐述了实现中的关键技术。
　　通过实验对上述度量指标计算和动态协议转换方法进行了验证，实验结果表明，在云平台中使用本文给出的动态协议转换机制进行内容分发，能够有效降低用户的下载时间，并节约服务提供商的带宽资源。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 论文研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．3 论文研究内容

1．4 论文的组织结构

第二章 相关研究概述及基础知识

2．1 相关研究概述

2．2 OpenStack项目概述

2．2．1 OpenStack发展介绍

2．2．2 OpenStack存储技术

2．3 P2P网络内容分发

2．3．1 P2P技术介绍

2．3．2 BT协议概述

2．4 本章小结

第三章 快速内容分发参考度量指标的选取与定义

3．1 问题概述

3．2 时间收益的计算

3．3 带宽收益的计算

3．4 用户类型与服务质量

3．5 本章小节

第四章 云平台内容分发协议转换算法

4．1．协议转换算法概述

4．2 典型场景下动态协议转换算法的描述与实现

4．2．1 方案一动态协议转换算法

4．2．2 方案二动态协议转换算法

4．2．3 方案三动态协议转换算法

4．2．4 方案四动态协议转换算法

4．2．5 方案五动态协议转换算法

4．2．6 综合分析

4．3 协议转换算法的进一步分析

4．4 本章小结

第五章 实验验证及分析

5．1 平台总体功能与架构设计

5．1．1 平台实现工具及环境

5．1．2 平台架构设计

5．1．3 实验平台的搭建

5．2 动态协议转换关键技术的实现

5．3 云平台快速内容分发性能的分析

5．3．1 额外开销时间和BT文件分发时间的验证

5．3．2 动态协议转换算法的验证

5．4 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

致谢

研究生期间参与的项目以及发表论文