采用KADEMLIA的即时通信系统目录服务设计

摘要

随着网络技术的不断推广，即时通信软件发展迅速。现有的主流即时通信软件均采用客户端/服务器端模式。因此在即时通信应用运营时，不仅需要对客户端程序进行开发，更需要对大量的服务器及后台数据库进行维护。即时通信系统用户的增加，使得对服务器端的维护逐步成为现有即时通信系统的瓶颈。因此需要有一种新的模式，减轻即时通信系统的服务器端压力，实现即时通信应用的可扩展性与低成本，这就是对等网络模式。对等网络可以构建一个完全独立于物理网络的虚拟网络，在这个网络中，节点并无主次之分，用户能够以随机方式加入、离开网络，而几乎不影响网络的功能。因此，采用合理资源调度策略的对等网络技术，将使得即时通信系统满足海量用户的服务需求。
　　 本研究的目标是设计对等网络模式下的即时通信系统。为了深入研究对等网络即时通信的应用，本文对即时通信应用与对等网络算法进行详细的分析。在此基础上，首先对即时通信系统进行需求分析并细化用例模型。其次在不同的设计方案比较后，最终采用了KADEMLIA算法实现即时通信系统目录服务。然后进行系统的总体设计，划分系统模块并定义模块之间的交互。最后细化设计各功能模块，并通过定义数据结构与函数接口实现对等网络的即时通信系统目录服务。此外，本文还指出了对等网络与即时通信应用之间存在的矛盾，在对KADEMLIA算法进行一定的分析后，提出了应用于即时通信的KADEMLIA改进方案，将其随机生成NODE ID的方式改为带有IP地址前缀的方式，并进行了算法改进的分析与仿真。

目录

文摘

英文文摘

符号说明

第一章 引言

1.1 课题背景与意义

1.2 国内外研究状况

1.3 研究内容与改进内容

1.4 论文结构安排

第二章 技术背景

2.1 对等网络

2.1.1 基本概念

2.1.2 路由算法

2.1.3 网络结构

2.2 即时通信

2.2.1 基本概念

2.2.2 应用模式

2.2.3 通信协议

第三章 需求分析与概要设计

3.1 需求分析

3.1.1 总体需求

3.1.2 用例模型

3.2 方案比较

3.2.1 设计方案介绍

3.2.2 中心化目录服务器方案

3.2.3 对等网络目录服务方案

3.2.4 设计方案的比较

3.3 总体设计

3.3.1 层次结构

3.3.2 系统流程

3.3.3 模块划分

3.3.4 模块交互

第四章 详细设计与实现

4.1 详细设计

4.1.1 客户端模块

4.1.2 服务器模块

4.2 系统实现

4.2.1 平台搭建

4.2.2 函数接口

4.2.3 数据结构

第五章 算法分析与改进

5.1 对等网络即时通信应用的存在问题

5.1.1 覆盖网络的思想

5.1.2 即时通信应用的统计现象

5.1.3 对等网络的存在问题

5.2 KADEMLIA算法分析

5.2.1 KADEMLIA算法的原理

5.2.2 KADEMLIA算法的实现

5.3 KADEMLIA算法改进

5.3.1 地理位置与P2P

5.3.2 IP地址的引入

5.3.3 改进分析

5.3.4 改进仿真

第六章 总结

6.1 论文总结

6.2 未来展望

参考文献

致 谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文