基于复合优化算法的P2P文件共享系统的设计与实现

摘要

以Gnutella为代表的基于无结构型P2P网络的文件共享系统，已经成为互联网上增长最迅速的应用。但是目前主流的无结构型P2P文件共享系统，基于用户体验的考虑，在查询时往往采用洪泛机制，造成网络中查询消息数指数级增长，浪费了有限的网络带宽，也限制了网络的规模。
　　 Popularity And Index系统，即PAI系统是一个实验性质的原型搜索架构。PAI系统的基本通信协议部分参考Gnutella协议，其主框架部分实现了一个完整的无结构型P2P文件共享系统。系统中的节点可以通过将文件放置于共享文件夹，向PAI网络中的其他节点提供文件共享服务；通过文件名作为关键字，节点可在网络中搜索待查文件；此外，PAI系统还支持动态性网络，允许系统中的每个节点自由地加入或者离开网络。
　　 PAI系统提供了完备的算法扩充接口。通过编写功能模块，开发者可以将最新的搜索优化算法集成到PAI系统，迅速开发基于高效搜索算法的P2P文件共享应用。通过流行度预判，转发优化和索引发布三个算法优化模块的共同优化作用，基于PAI系统的新系统可在保证用户体验的前提下，大幅降低网络中的查询消息数，提高稀缺文件的搜索成功率。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 引言

第一节 课题背景

第二节 论文的选题及研究现状

第三节 本文研究内容

第四节 论文结构

第二章 无结构P2P网络搜索算法

第一节 P2P网络的基本概念

2.1.1 P2P网络的概念

2.1.2 P2P网络的特点

第二节 P2P网络拓扑结构

2.2.1集中式拓扑结构

2.2.2分布式无结构化拓扑结构

2.2.3半分布式拓扑结构

2.2.4分布式结构化拓扑结构

第三节 无结构P2P搜索算法的优化

2.3.1基于流行度预判优化

2.3.2基于索引发布的优化

2.3.3基于查询算法的优化

第四节 本章小结

第三章 PAI系统的整体设计

第一节 算法研究

第二节 主要特性

3.2.1.PAI系统的Gnutella协议兼容特性

3.2.2 PAI系统的扩充特性

第三节 PAI系统的协议栈

3.3.1 PAI系统的协议栈综述

3.3.2 PAI系统的底层协议栈

3.3.3 PAI系统的应用层协议栈

第四节 系统主要模块

第五节 模块间交互方式

第六节 本章小节

第四章 PAI系统的具体实现

第一节 主框架程序

4.1.1 PAI系统概述

4.1.2 通信消息的设计与实现

4.1.3 模块间交互部分的设计与实现

4.1.4 用户交互线程的设计与实现

4.1.5 守护线程的设计与实现

4.1.6 多播线程的设计与实现

第二节 算法接口的实现

4.2.1与流行度判别模块间接口设计与实现

4.2.2与索引发布模块间接口设计与实现

4.2.3与转发优化模块间接口设计与实现

第三节 系统的界面与操作

4.3.1系统初始化界面操作

4.3.2选择文件查询输入界面

4.3.3输入待查询文件界面

第四节 本章小结

第五章 算法扩充模块的实现

第一节 流行度判定设计与实现

5.1.1流行度判定模块介绍

5.1.2流行度判定模块与主框架模块的关系

5.1.3流行度判定模块的处理流程

第二节 索引发布设计与实现

5.2.1索引发布模块介绍

5.2.1索引发布模块与主模块间的关系

5.2.3索引发布模块的具体实现流程

第三节 PAI系统架构的局限

第四节 本章小结

第六章 总结与展望

第一节 论文总结

第二节 进一步的工作

参考文献

致谢

附录

个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果