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《国防科学技术大学》 2010年
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移动对等计算资源定位与分发技术研究

左克  
【摘要】:随着移动网络和对等计算技术的发展,移动对等计算(Mobile Peer-to-Peer,MP2P)凭借其无需基站等通信基础设施支持、灵活快捷的自组织方式和低开销等优点,成为近年来备受关注的一种重要信息网络计算技术。但是,与传统的P2P系统不同,MP2P具有的动态性强和资源受限等特点给MP2P的研究提出了很多新的富有挑战性的课题。MP2P资源定位与分发技术便是其中一个重要的基础性研究课题。本文以提高MP2P系统的通信性能为目标,围绕资源定位与分发技术,重点展开MP2P系统的连通性分析、消息路由和资源分发等技术研究,具体工作和贡献包括: 1、基于随机图相关边的概率分析,提出了MP2P网络中结点之间的连通性计算方法。目前连通性分析的方法有很多,比较经典的方法多是基于边分布独立性假设得到的,但是实际网络中边与边之间的连通关系存在着许多相关性,相互独立的边连通关系只是小概率事件。本文首先对MP2P网络中的独立边和相关边进行区分,定义了包含全部边的全集以及只包含独立边的忽略集,本文重点分析的相关边集合基础集便是基础集与忽略集的差集;接着引入最小的相关边子图,即“原子图”的概念,利用网络覆盖集技术将相关边随机图分解为多个原子图;然后在分解的随机图上,按照有边界(Finite Network Boundary)和无边界(Infinite Network Boundary)两种场景,分别给出网络中的结点层次分类,并由里向外确定相关邻居之间的概率连通关系;最后导出网络中任意两点概率连通度的计算公式。试验结果表明,以本文提出的概率连通度作为MP2P连通性分析方法而派生的路由协议与经典的泛洪路由协议相比,明显提高了消息路由成功率,减少了平均路由延迟、平均路由开销和平均路由长度。 2、基于VRR(Virtual Ring Routing)路由协议,提出了符合小世界模型(Small World Model)的6DMPP路由协议。VRR是国际上第一个基于DHT(Distributed Hash Table)概念的高性能MP2P路由协议,但该协议没有研究移动结点所在的社会网络对路由性能的影响。为此,本文根据社会网络呈现小世界模型特性这一现象,基于VRR设计了路由长链及其概率置换方法,旨在通过引入的长链增加链接的相交概率,并且证明长链概率置换方法符合小世界模型特性。实验结果表明,6DMPP路由协议与VRR及其他经典路由协议相比,提高了路由性能,此外设计的链接修复机制能够在网络动态变化的情况下,保证6DMPP路由机制的有效性。 3、设计了一种以Tree状拓扑为主干,Mesh状拓扑为辅助的MP2P带宽自适应多播机制Together。在移动网络链接不可靠、带宽有限及终端设备处理能力受限的情况下,数据分发机制的优劣直接影响到整个MP2P系统的效率,因此多播服务是MP2P面向实际应用的一种重要的数据分发服务。但是,现有互联网上的多播机制较少考虑上述情况对多播性能的影响。本文分析了Tree状拓扑带宽使用严重不均的问题,引入Mesh状辅助拓扑,设计了带宽自适应的多播机制。分析模拟结果表明,与现有机制相比,Together能够取得较好的多播性能。 4、在Android手机操作系统上设计并模拟实现了MP2P支撑平台MOBIPEER。本文首先对MP2P支撑平台中命名功能、发布功能、组织功能和交互功能等主要功能及其作用进行归纳,之后详细阐述了MOBIPEER的系统结构,重点在发现模块和路由模块等系统关键模块上设计实现了连通性分析功能和6DMPP路由协议,最后基于多播机制Together开发了即时文本消息应用。
【学位授予单位】:国防科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TP393.02

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