P2P网络中基于网络编码的文件分发系统研究

摘要

随着当今社会中网络业务需求的急剧增长，传统的以服务器为中心的互联网应用模式，已经不能适应网络本身的发展。为了克服上述问题，人们提出了P2P网络的概念。P2P网络中的每一个节点都同时具有服务器与客户端的功能，分布式的网络服务大大提高了网络中信息，带宽和资源的利用率，同时网络的可扩展性和容错性能较好。因此，P2P网络得到了大量的应用。基于P2P技术的文件分发技术也越来越多。然而，由于P2P网络自身的一些限制，人们为了提高文件分发系统性能使得系统的复杂度越来越高，但效果却不够明显。
　　 近来网络编码技术的出现为提高目前的网络性能提出了新的思路。网络编码突破了一直以来数据传输的固定模式，其全新的数据传输模式也使得其与传统方式相比具有了很多新的优点，人们开始研究应用网络编码所带来的好处。为了解决或改善现有文件分发系统中的问题，提高P2P网络中文件分发系统的性能，人们开始研究在文件分发系统中应用网络编码所带来的影响。应用网络编码进行大文件分发为文件分发系统的发展提供了新的思路和方向。
　　 本文首先介绍了网络编码，对网络编码的思想、原理以及编解码过程进行了描述，并概括了网络编码具有的优点。然后，在简要介绍了P2P网络以及现有的文件分发系统之后，详细分析了BitTorrent系统，对系统的通信过程及系统中主要的算法进行了研究，分析了现有系统中存在的一些不足和问题。然后，针对这些问题，结合网络编码，对BitTorrent系统进行改进。将网络编码应用到BitTorrent文件分发系统中，并在原有系统的基础上，根据网络编码具有的性质提出了适用于新系统的通信流程以及片段选择和邻居选择算法。提出了NC_BT系统，
　　 本文采用OPNET网络仿真工具分别搭建了BitTorrent网络仿真模型和NC_BT网络仿真模型，对仿真模型的具体实现进行了详细的描述，并对模型进行了仿真研究，对结果进行了分析。通过结果分析，我们发现网络编码应用到BitTorrent系统中，与原有的系统相比，整个系统性能会有一定的提高。