基于喷泉码的P2P文件共享系统研究

【摘要】：P2P技术由于其非中心化、易扩展、稳定性高、负载均衡等优点,越来越多地被应用于文件共享、即时通信、分布式计算、协同工作等各个领域,并促使这些领域出现了新的发展和应用。文件共享一直是网络技术发展的重要推动力,也是P2P技术最典型的应用。但是,常见的文件共享系统存在诸如对种子结点的依赖性太强、网络带宽利用率不高等问题,这些问题很难通过P2P技术自身解决。 数字喷泉码技术作为通信领域的一项实用技术,已经得到了普遍的关注和研究。其无码率(rateless)的特点使其在卫星通信、多媒体广播、无线通信等领域有着很好的应用前景。如何提高数字喷泉码的编码译码性能并将数字喷泉码技术应用于P2P文件共享系统以解决其现存问题是本文的研究重点。 本文的主要工作内容如下： 1.深入研究了BitTorrent协议及其工作原理,分析了开源客户端Enhanced CTorrent的源代码,指出BitTorrent系统中存在的缺陷与不足,并详细分析其原因； 2.深入研究了了数字喷泉码技术,探讨了LT码的各种度分布函数及译码算法,对LT码的编码译码进行了大量的仿真实验,选出了最适合于P2P文件共享系统的编码译码方案； 3.在深入研究数字喷泉码技术及Enhanced CTorrent客户端的基础上,设计并实现了一种基于数字喷泉码的改进型P2P文件共享系统,解决了现有系统中对种子结点过分依赖等问题,改善了现有系统下载性能； 4.测试了改进P2P文件共享系统性能,分析了其下载性能提高的原因,实验表明：加入数字喷泉码的改进P2P文件共享系统下载效率较高,系统健壮性有一定程度的提高。