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P2P是Peer-to-Peer的缩写,其中Peer是“同等的人、伙伴”的意思。国内一般将P2P直译成“端对端”或者“点对点”,又可称为对等网,是一种新的分布式计算模式。在这种模式下,服务器与客户机的界限消失了,网络上的所有节点都可以“平等”地共享其他节点的计算资源。 P2P系统是一种分布式系统,系统中的每个节点都是对等的,既向其他节点提供服务,又向其他节点索取服务。在P2P系统中,节点之间直接交换的可以是文件、消息、存储空间和CPU周期等,系统中的节点是动态的,可以随时加入或退出。 随着计算机技术和网络技术的发展,渐渐形成了一种从集中的单机系统转向分布式系统的趋势,P2P越来越受到学术界和工业界的重视。P2P系统具有非集中化、可扩展性、可用性、自适应性、负载均衡、匿名性等特点,主要的应用领域包括:文件交换、对等计算、协同工作、即时通讯、搜索引擎、网络游戏、基于Internet的文件存储系统和操作系统等。P2P技术尚未成熟,许多问题有待深入研究。本文的研究对象就是P2P系统的一个重要分支——文件交换系统。 本文提出了一个优化的P2P文件交换系统模型,吸纳了各种先进思想,综合了现有多个系统的优点,有力提升了系统的整体性能,本文的主要贡献有: 一、系统介绍了P2P的基础知识,归纳出P2P文件交换系统的4大主要研究问题,分别介绍了各个问题的研究状况,分析了现有技术的优缺点,总结出影响P2P文件交换系统效率的4个主要因素,即网络结构、查询方式、路由选择和文件传输方式。 二、提出了一个优化的P2P文件交换系统模型OptimizationPeer,从以下几个方面提高了系统性能: (1) 提出一种基于偏好的超节点网络模型,充分体现幂规律和小世界特征,提出了偏好相似度的概念和计算公式,并给出了动态自调整网络的实现策略; (2) 采用分布式广度优先(DBFS)方法处理超节点间的消息转发问题,给出了DBFS的算法,分析了该算法的时间、空间复杂度和效用;并给出了进一步优化查询机制的3条规则。 (3) 利用元数据自动抽取和增量更新技术,在超节点上以XML格式存储了共享文件的众多特征信息,可以支持基于XQuery的高效复杂查询。 (4) 通过并行多点下载技术大幅度提高了文件传输效率。 三、详细论述了在P2P环境中进行并行多点下载的实现策略,提出了下载节