混合式P2P网络UDP下NAT穿越方案的研究与设计

随着P2P网络技术的迅速发展,它给用户带来了巨大的便利和效益,P2P充分利用了网络带宽,大大提高了带宽的利用率。NAT技术的广泛应用主要是为了解决公共IP地址不足的问题,却对P2P的深入应用造成障碍,基于P2P的NAT穿越问题已经成为当今的热点议题。该方案根据混合式P2P网络中特殊结构的特点,借鉴skype的成功经验,改进超级节点UDP下NAT穿越的设计,利用超级节记录用户信息帮助P2P应用实现非对称NAT的穿越,利用超级节点中继来解决P2P下对称NAT的穿越,最终实现P2P的正常通信。     

一种基于P2P-SIP系统的NAT和防火墙穿越方案

本文提出了一种基于P2P-SIP系统的NAT和防火墙穿越方案--会话层协议.该协议由P2P网络中位于公网的超级节点为NAT和防火墙之后的普通节点提供分布式穿越服务,不仅能穿越对称型NAT,同时也能穿越TCP,并且能够防止防火墙IP地址和端口号封杀.实验测试结果证明了该协议的可行性和有效性.     

基于一簇多超级节点的混合P2P网络模型

超级节点为其他节点提供各种服务,包括信息的收集与检索、数据传送及穿越NAT等,但P2P系统的高动态性为设计一个有超级节点的混合P2P网络带来困难。该文设计一种均衡、健壮、具有自适应能力的混合P2P网络模型,研究超级节点的负载均衡、健壮性及自我调整策略,提出新策略以解决超级节点失效时带来的问题。     

分级有序P2 P超级节点拓扑构造

拓扑构造是P2P网络研究中的核心问题之一。在当前的超级节点拓扑构造中,采用固定的两层结构和基于谣言的无序构造方式,不仅限制了系统性能,而且产生了过多的负载,使超级节点成为系统的热点。同时,无序构造方式也带来较高的成本和安全问题。据此,提出一种分级有序的超级节点拓扑构造方法(HOST),按照网络规模对超级节点进行自适应分级,并采用有序的节点加入和退出算法。模拟结果和分析表明,HOST能有效控制超级节点的产生,平衡超级节点间负载,同时显著降低拓扑构造和拓扑修复过程中产生的成本。     

基于NAT穿越技术的P2P通信方案的研究与实现

分析了广泛存在的NAT(network address translator)设备对P2P(peer-to-peer)通信的影响,阐述了反向连接技术和UDP(user datagram protocol)打洞技术等NAT穿越技术,基于这些技术提出了一套P2P通信方案并予以实现,使得位于NAT之后的主机可以在中间服务器的协助下穿越NAT建立起P2P通信会话并在此后直接进行P2P通信.最后,对NAT穿越技术涉及的一些关键问题进行了分析和说明.     

基于自聚簇的三层结构P2P网络模型

在传统的两层混合式P2P结构中,超级节点不仅要负责管理查询消息路由,而且还要对节点文件进行管理,这样很容易使超级节点的网络负载过大.同时,超级节点的简单指定方式容易引起虚拟拓扑网络与实际物理网络不匹配,更不能利用节点的兴趣局部性.针对传统两层混合式P2P模型的不足,提出了新的三层结构P2P网络模型.这种模型将超级节点的文件管理和消息路由功能分别交给两种不同的专属节点来处理,同时考虑节点的实际物理位置,并采用基于节点属性特征的自组织管理机制使节点自聚成簇,自适应地改进自身的搜索性能.实验结果表明,三层结构P2P模型能更有效地进行资源组织,提供高效的资源搜索.     

基于Cone NAT穿越的完全P2P通信研究

Network Address Translation(NAT)技术能够解决公网IP地址紧缺的问题,确保网络安全,但也阻隔了不同子网内peer之间的直接通信.文章介绍了基于User Datagram Protocol(UDP)的UDP Hole Punching技术实现NAT的穿越,并提出在完全P2P环境下内网中的P2P节点加入P2P网络并实现了NAT穿透的Friend Select Node(FSN)模型.     

P2P程序如何穿越NAT

许多P2P软件都需要使用TCP,UDP进行基本的通讯,但由于大量NAT设备的引入使一些流行的P2P软件却很难穿越这些NAT,从而不能正常运行.很多P2P程序为了解决这一矛盾采取服务器转发等方式解决.这里我们阐述如何使P2P程序可以穿越NAT进行直接的TCP,UDP通讯以实现处于NAT后的主机能真正的实现点对点的通信.     

P2P网络中的超级节点选取算法研究

P2P系统在构建覆盖网络时未考虑到与物理网络的结合,导致逻辑拓扑结构与物理拓扑结构严重不匹配问题,增加P2P相邻节点间的延迟。本文提出一种基于区域划分的超级节点选取机制,将P2P网络中的节点按照物理位置划分成若干区域,保证区域内节点在物理位置上是相近的。利用MATLAB进行仿真实验,仿真实验表明使用这种机制能降低半分布式P2P网络的信息检索延迟,有效地提高检索的效率,并且具有较好的可扩展性。     

移动P2P网络超级节点选取机制研究

针对半分布式结构的移动P2P网络超级节点选取问题,提出一种新颖的超级节点选取机制,全面分析影响超级节点选取的各种因素,按着其特点和类型不同将其分为效益型属性和成本型属性,并在此基础上建立了超级节点选取的带约束多目标优化模型.采用新的约束处理方法,利用免疫克隆算法对超级节点选取问题进行求解.实验结果表明,该机制可以有效降低超级节点的失效率,提高系统查询效率,算法收敛速度快,有较好的可扩展性.     

基于Super Peer的P2P e-Learning模型

在分析各种P2P网络特点的基础上,提出了分布式环境中基于超节点的P2P e-Learning模型。对特定peer组中超节点的加入和超节点的服务进行了具体描述。针对e-Learning的特性,给出了模型中的数据抽象和本体描述,并对该P2P网络模型在文件传输方面的性能做了分析。     

基于P2P网络中UDP穿透NAT技术的研究

NAT能够修改私网内的IP并进行绑定,把一个区域的IP地址映射到另一个区域的IP地址[1],为主机之间提供透明的路由,所以它能有效地解决IPv4地址紧缺问题,使IP能重复使用,但是它也阻碍P2P的传输。文章阐述了P2P传输模型和NAT阻碍了P2P通信,及以UDP打洞技术实现用户互连的NAT穿透的应用。     

P2P网络中Chord搜索算法的改进研究

为解决P2P网络中Chord算法众多节点性能不一、节点频繁离开和加入制约系统性能的问题, 提出了基于信息相关度的分组改进算法。该算法通过引入节点信息相关度的概念, 对原Chord进行信息相关度的一个分组调整。从每个组选出两个超级节点组成超级组, 同时为每个节点增加了逆时针路由, 在两个超级节点顺逆两个方向上选择出最短路径进行查找。实验表明, 改进后的算法使得系统的性能和适应性都得到了加强, 提高了Chord在对等网中的查找效率。     

基于P2P的路由查询机制

针对现有P2P检索的路由盲目性问题,提出能够适应网络可扩展性的路由查询机制。在检索过程中根据各节点的响应顺序,将每条查询路径上的回复节点信息分别保存在与它相邻的2个回复节点的路由信息表中,据此为以后的检索提供路由。在没有路由信息可用时,选择原始邻居节点进行路由,以利用原始拓扑结构的特点。实验结果表明,该机制能有效减少消息转发数量,提高信息检索的成功率。     

P2P网络的节点状态研究

对等网络中,研究节点的行为差异有利于实现区分服务,激励节点共享资源,提高系统的性能.用节点状态表示节点行为表现,提出P2P节点状态模型,描述状态的动态变化规律,并将模型与节点行为评价机制结合,确定节点状态的约束条件,提高模型的可用性.实验证明模型有效地支持区分服务,能促进节点的资源共享,具有良好的扩展性和实用性.     

面向半分布式P2P系统的可靠节点交换机制

P2P系统中广泛使用的来源交换(PEX)技术为系统用户提供了丰富的节点资源,加快了节点交换速度,同时也带来了不可避免的安全隐患,恶意节点可以通过来源交换对正常节点的邻居列表进行污染。首先分析了现有来源交换技术存在的安全隐患,讨论了导致这些安全隐患的核心因素;其次,以来源交换的安全性分析为基础,提出了一种面向半分布式P2P系统的安全节点交换机制。该机制借鉴基于信任评估的激励技术,通过给出超级节点的信任评估方案,引入节点来源信任的概念,以节点的来源交换信任值为支撑,控制节点间的来源交换。最后,对提出机制进行了实验性能分析。实验结果表明,由于网络异构性所存在的信任值错误计算问题,所提出的交换机制虽然会导致约2.5%比例正常的节点交换失效,但可大幅度降低正常节点参与恶意节点传播和污染的情况,从而在总体上提升了P2P系统的可靠性。     

基于P4P的CDN系统中内容分发节点选择算法

对内容分发网络(CDN)和对等网络(P2P)分别进行了分析对比,指出了它们各自的优缺点,并根据电信运营商主动参与P2P网络(P4P)技术的特点,给出了一种结合P4P、P2P与CDN技术的混合系统的设计方案,以及混合系统中协助CDN节点分发内容节点(伪CDN节点)的选择算法.该算法利用P4P技术获得运营商提供的网络信息,选择合适的边缘节点,贡献出其容量和带宽,为其他节点服务,以减少了系统边缘代理服务器的数量,增大系统容量,同时减少网络骨干网上的负载.模拟实验分析了考虑底层网络情况后,系统在链路花费、时间花费上的改进,结果表明该算法减少了跨网络运营商(ISP)流量,提高了系统性能.     

面向分布式协同设计的对等信息共享系统

为了实现分布式协同设计中的共享信息快速检索以及多副本同步，提出了基于对等网结构的信息共享系统，给出了该信息共享系统的节点模型、管理策略及信息检索模型，提出了一种结合分布式哈希表和聚类的检索方法，保证了用户能够在协同设计系统中快速地精确检索和“盲目”检索，实现了系统的用户透明。为了保证分布式多副本同步，提出“对等锁”作为一致性维护方法。该文给出了系统的具体实现方法，并给出了实例。     

P2P系统中基于声誉的信任评估机制

P2P系统能够使陌生节点之间进行在线交易,但安全问题越来越受到人们的关注。因此,如何在P2P系统中构建一个有效的信任机制来帮助在节点之间建立信任是目前P2P技术研究的一个热点。提出了一种新的P2P系统中基于声誉的信任评估机制,该机制较全面地考虑了影响信任度的因素,改进了局部声誉与全局声誉的计算方法,降低了信任度的计算负载,并且引入了黑名单机制。实验结果表明,该机制能有效地评估节点的信任度,识别和隔离恶意节点,提高系统交易成功率,并能有效地应用于P2P系统中。