基于云存储的P2P视频点播系统数据复制策略

交互性支持对P2P视频点播系统具有重要的意义,视频点播服务的大规模普及离不开用户交互性的支持。讨论了如何有效利用对等节点的带宽和存储资源来主动复制数据块,提出了一种基于云存储的数据复制策略CSPR。仿真实验结果表明,相比于现有的数据复制策略,CSPR可以显著提高用户进行随机搜索操作时的响应速度,并降低网络复制开销。     

P2P网中基于文件分片的副本建立策略*

在大规模P2P网络中,为了提高数据的可用性,可以通过在系统中多个节点上建立数据副本的方法来增加数据的冗余度.为了减小副本建立的开销,可采用一种基于文件分片的副本建立策略,将需要复制的数据文件先进行分片,然后把这些分片在一组选取好的候选节点间进行分发复制.该方法能够充分利用网络带宽,明显减小建立副本所需的时间开销.     

P2P存储系统中基于用户体验的可用性模型与应用

保证数据的可用性是Peer-to-Peer(P2P)存储系统最重要的属性之一.可用性分析模型和数据的放置是P2P存储系统设计的两个关键问题.由于用户在P2P存储系统中同时作为服务节点和访问节点,决定了可用性分析必须以用户为中心,从而提高服务质量,并降低系统开销.目前广泛使用的可用性分析模型以及随机放置方法存在以下缺点:1.忽视了节点在线时间的模式,会在不同时间段高估或低估节点的可用性;2.忽视了节点对数据的访问规律,不能准确评估用户体验到的可用性;3.忽视了节点可用性差异,缺乏激励机制.本文提出了一个新的基于用户体验的可用性模型,它能够从用户体验的角度,评价P2P存储系统的可用性,同时它也可以兼容传统的可用性分析模型.在新模型的基础上,本文针对两种典型的P2P存储应用:数据共享和个人备份,提出了相应的分布式数据分发算法.通过真实日志驱动实验证明,新的算法在数据共享应用中能大大降低可用性方差,减少低可用性数据;同时,在个人备份应用中能针对不同用户的贡献提供不同层次的服务,起到有效的激励作用.     

结构化P2P网络的负载均衡技术研究

在结构化对等网络中,负载失衡现象的产生将会造成单点失效、网络拥塞、请求延迟甚至是系统瘫痪等系统应用性能问题。本文针对传统复制算法中存在的无有效的预防热点策略、忽视节点性能差异性和副本维护机制等问题,提出基于节点性能分类和数据,节点分析的自适应负载均衡算法。通过实验模拟证明本文算法能够有效地实现结构化对等网络的负载均衡,降低数据请求报文的丢失率,从而有效地提高系统节点的利用率。     

P2P网中基于文件分片的副本建立策略

在大规模P2P网络中,为了提高数据的可用性,可以通过在系统中多个节点上建立数据副本的方法来增加数据的冗余度.传统方法建立副本的过程中,数据资源通常是以完整的数据文件为单位在节点间进行拷贝.为了减小副本建立的开销,可采用一种基于文件分片的副本建立策略,将需要复制的数据文件先进行分片,然后把这些分片在一组选取好的候选节点间进行分发复制,能够充分利用网络带宽,明显减小建立副本所需的时间开销.     

一种可扩展的P2P流媒体点播服务体系

大规模对等网络点播服务的主要挑战在于有效的资源调度和难以预测的用户行为.本文借鉴BitTorrent(BT)算法原理,提出基于异步传榆的可扩展对等网络点播系统.该系统采用集中式节点定位以及非结构化拓扑,通过异步传输机制提升媒体数据资源共事度,引入基于优先级和稀有度的数据传输调度提高播放连续度,提出一种低复杂度的缓存维护策略减少系统维护开销,并定义"发送方"激励机制确保节点持续共享带宽和数据资源.数据包级仿真实验分析表明,本系统在播放连续度、启动时延以及服务器压力等方面均能较好地满足大规模网络点播应用的要求.     

基于P2P计算的动态多副本开销模型

在多个结点上保持副本是提高P2P或网格计算环境可用性的一个有效途径。不可靠的对等点和网络环境以及用户访问模式的多样性使得难以确定多少个副本能够满足用户高可用性的需求。文章提出了一种最小开销模型来预测和动态控制副本数量。为了隐藏系统中对等点的不可靠性,在考虑多副本的同时通过一种冗余机制预测系统中的副本数量。仿真结果表明,该系统具有更好的可用性和低的副本开销。     

结构化P2P系统中副本一致性管理的一种新算法

结构化P2P系统通常使用数据复制来提高数据可用性,但P2P环境中的节点搅动、多节点并发更新以及恶意节点的存在也为副本的一致性管理带来了新的挑战.基于协商的算法要求节点间以全交换的方式通讯,在P2P环境中其可伸缩性不够理想.本文针对结构化P2P系统提出一种基于Quorum的副本管理算法:使用混合失效模型降低容错开销,利用DHT服务处理节点搅动,将数据存储与其元信息管理分离,使数据可靠性和数据可用性得以独立调整.模拟实验表明该算法可以明显改善系统的可伸缩性,减少系统的容错开销.     

基于P2P的高效存储系统

结构化的P2P存储系统使用DHT技术将数据映射到相应的网络节点,从而进行数据的存放与查找[1][3].一些常数跳的路由算法可以取得理论上的两跳,甚至一跳的路由效率,但当网络节点达到一定规模后,庞大的路由表维护开销会极大地降低系统的存取效率和准确度,从而使得类似算法很难在实际中广泛应用.提出了基于路由和存储分开管理的常数跳P2P存储系统,与已有的一些系统相比,本系统在很大程度上降低了数据维护的开销,并且做到了很好的负载均衡性.     

异构环境下纠删码的数据修复方法综述*

在大规模云存储系统中,由于磁盘或网络故障造成的存储节点失效事件频发,系统需要数据冗余技术以保证数据的可靠性和可用性。纠删码,相对于副本方式而言,能大大提高存储空间的利用率,但纠删码在冗余数据修复方面的代价较副本方式高很多。目前针对纠删码的冗余数据修复研究大都无差别对待每个存储节点,然而实际分布式存储系统中,节点通常存在带宽资源、计算资源、存储容量资源等方面的差异性,这些资源的异构性对冗余数据修复性能影响很大。本文指出影响修复性能的关键因素,选取带宽开销、磁盘访问开销、修复时间、参与修复的节点数量和修复代价作为修复性能的评价标准;分析了现有研究方法如何降低这五种开销,重点讨论了这些方法的优缺点;阐述当前异构分布式存储系统中纠删码修复技术的研究现状;最后指出纠删码数据修复技术中尚未解决的一些难题和未来纠删码修复技术可能的发展方向。     

User-experience-based availability analysis model and its application in P2P storage systems

Data availability is one of the most important properties of peer-to-peer (P2P) storage systems.Availability analysis model and data placement are two key design choices.Users in P2P storage system are both providers and customers.This characteristic determines that the availability analysis must be user-centric,and thereby enhance the quality of service and decrease the system cost.The popular approach in recent studies is simple random placement with steady-state model,which has the following drawbacks:1)...     

节点在线率和资源热度相关的P2P存储系统副本复制和修复策略

在半结构化的P2P存储系统结构下,副本是提高数据可用性的有效保证.本文结合资源所在节点的在线率和资源访问的频度来衡量所需要的资源副本数量.它较好地反映了高动态P2P网络中节点的行为特征,并据此设计了冗余数据修复策略.实验表明,设计的方法虽然占用了一定的维护带宽,但是网络中资源的可用率得到了显著提高.     

Efficient triangulation for P2P networked virtual environments

Peer-to-peer (P2P) architectures have recently become a popular design choice for building scalable Networked Virtual Environments (NVEs). In P2P-based NVEs, system and data management is distributed among all participating users. Towards this end, a Delaunay Triangulation can be used to provide connectivity between the different NVE users depending on their positions in the virtual world. However, a Delaunay Triangulation clearly suffers from high maintenance cost as it is subject to high connection change rate due to continuous users’ movement. In this paper, we propose a new triangulation algorithm that provides network connectivity to support P2P NVEs while dramatically decreasing maintenance overhead by reducing the number of connection changes due to users’ insertion and movement. Performance evaluations show that our solution drastically reduces overlay maintenance cost in highly dynamic NVEs. More importantly, and beyond its quantitative advantages, this work questions the well accepted Delaunay Triangulation as a reference means for providing connectivity in NVEs, and paves the way for more research towards more practical alternatives for NVE applications.     

Scalable and topology-aware reconciliation on P2P networks

Collaborative applications are characterized by high levels of data sharing. Optimistic replication has been suggested as a mechanism to enable highly concurrent access to the shared data, whilst providing full application-defined consistency guarantees. Nowadays, there are a growing number of emerging cooperative applications adequate for Peer-to-Peer (P2P) networks. However, to enable the deployment of such applications in P2P networks, it is required a mechanism to deal with their high data sharing in dynamic, scalable and available way. Previous work on optimistic replication has mainly concentrated on centralized systems. Centralized approaches are inappropriate for a P2P setting due to their limited availability and vulnerability to failures and partitions from the network. In this paper, we focus on the design of a reconciliation algorithm designed to be deployed in large scale cooperative applications, such as P2P Wiki. The main contribution of this paper is a distributed reconciliation algorithm designed for P2P networks (P2P-reconciler). Other important contributions are: a basic cost model for computing communication costs in a DHT overlay network; a strategy for computing the cost of each reconciliation step taking into account the cost model; and an algorithm that dynamically selects the best nodes for each reconciliation step. Furthermore, since P2P networks are built independently of the underlying topology, which may cause high latencies and large overheads degrading performance, we also propose a topology-aware variant of our P2P-reconciler algorithm and show the important gains on using it. Our P2P-reconciler solution enables high levels of concurrency thanks to semantic reconciliation and yields high availability, excellent scalability, with acceptable performance and limited overhead.     

An autonomic approach for P2P/cloud collaborative environments

The rise of Cloud Computing has progressively dimmed the interest in volunteer and peer-to-peer computing, in general. However, efficient and cost-effective large scale distributed collaborative environments cannot be achieved leveraging upon the Cloud alone. In this paper, we propose a novel hybrid P2P/cloud approach where components and protocols are autonomically configured according to specific target goals, such as cost-effectiveness, reliability and availability. The proposed approach is based on the Networked Autonomic Machine (NAM) framework, which allows distributed system designers to include different kinds of cost and performance constraints. As an example, we show how the NAM-based approach can be used to design collaborative storage systems, enabling the definition of an autonomic policy to decide, according to cost minimization and data availability goals, how to part data chunks among peer nodes and Cloud, based on the local perception of the P2P network.     

一种结构化P2P网络拓扑匹配的通用算法

与非结构化P2P网络相比,结构化P2P网络具有良好的可扩展性、鲁棒性。但是结构化P2P覆盖网络是直接建立在逻辑网络之上,没有过多地考虑底层物理网络拓扑结构,导致逻辑拓扑结构与物理拓扑结构严重不匹配。本文提出一种新的协议无关的拓扑匹配算法,将现有的界标节点、自适应匹配算法与IP分配策略相结合构建初始拓扑结构,优化节点交换算法来维护拓扑结构。模拟实验表明,本算法提高了网络的拓扑匹配度,具有更低的通信开销。     

低维护开销的小世界P2P网络

为降低结构化P2P网络的维护开销,提高路由和查询的效率,提出了具有低维护开销的小世界P2P网络（LMCS）,并描述了网络的创建和维护方法。小世界特征使结构化P2P网络具有较高的路由和查询效率,同时利用成簇机制和扩展COU策略,有效地降低网络的维护开销。通过模拟仿真,LMCS呈现明显的小世界网络特征。与Chord相比,LMCS具有更低的维护开销和更高的查询效率。     

一种基于分组管理的混合式P2P存储系统

利用P2P的方法建立了一个P2P存储系统。以预测的网络距离对参与节点进行分组,形成由超节点维护管理的覆盖网络。使用覆盖网络拓扑结构保持机制、DHT数据存储机制,依据数据访问率不同的数据备份机制和数据修复机制,提高了系统的可靠性和数据存储效率。在仿真实验基础上,验证了该存储系统的性能。