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《国防科学技术大学》 2011年
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基于层叠网的源驱动文件分发系统设计与实现

谭周  
【摘要】:随着计算机技术的普及和发展,从MB、GB到TB,文件的量级越来越大。在政府机构和大型企业等较大规模的集团性组织中,存在可指定接收方的、可靠的大规模文件分发需求。P2P是解决大规模文件下载问题的一种成熟方案,但目前的P2P系统是由文件接收者驱动的,文件源不指定文件的接收者,不能实现文件的定向分发。更重要的是,在P2P系统中,由于Peer间的连接没有考虑因特网自治系统(AS)拓扑结构和ISP(Internet Service Provider,互联网服务提供商)之间的商业关系,产生了较大的域间流量开销,导致P2P模式遭到ISP的联合抵制,限制了P2P技术的发展应用。 本文针对安全可控的大规模文件分发问题,设计并实现了一种基于层叠网的源驱动文件分发系统(SDFD——Source-Driving File Distribution System)。第一,针对P2P域间流量开销过大的问题,提出了应用层组播和P2P相结合的系统结构,将P2P文件分发流量限制在域内,对承载节点部署策略和P2P文件交互策略等关键算法进行了研究,在发挥P2P文件高效分发优势的同时减少了P2P文件分发过程中的域间流量。 第二,针对源端可指定文件接收者的需求,本系统将文件分发过程的发起者从文件接收者移至数据源。源端可以指定文件的接收方,文件接收方由主动搜寻资源变为被动接收。客户端接到源端的文件下载命令后自动下载,并通过用户和内容的分级管理增强了安全性。 第三,针对文件可靠分发的需求,通过在P2P网络中部署层叠网服务节点(简称层叠节点),将文件内容在层叠节点上进行缓存,保证了源节点下线后文件仍可离线传输,支持文件的中断续传,解决了种子文件失效的问题。 第四,针对应用层组播相关研究对AS域结构关注较少的问题,提出了一种满足“valley-free”和“prefer-customer”规则的应用层组播树生成算法。 本文设计了系统通信协议,详细介绍了身份认证、源端上传文件、种子文件分发和文件分发的工作流程。对系统管理服务器、层叠节点和客户端的软件模块和维护的数据结构进行了详细设计,在Linux平台上实现了系统并进行了测试。 测试结果表明,该系统可以为大规模文件分发提供会晤控制、定向分发服务和缓存服务,明显减少了域间流量。当文件分发者离线时,可以实现离线分发,支持中断续传。同时,由于高性能层叠节点的加入,提供了比普通P2P系统更快的文件分发速度。 本文设计并实现的SDFD系统可以在不对底层网络结构进行较大改动的前提下,为源端提供高效、安全、可靠的文件分发服务,可在企业和政府等大型集团性组织的内部文件分发网络中广泛应用。
【学位授予单位】:国防科学技术大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TP393.02

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