基于Kademlia的内容分发网络的研究与实现

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在当今,随着internet的高速发展,浩瀚的信息充斥着人们每天的生活,对internet的服务品质和访问速度要求越来越高,高效的从网络上获取信息成为人们更加期待的事情。从技术的角度讲,当前互联网上主要存在的是内容分发网络技术和P2P两种主流技术实现内容传递。内容分发网络(Content Delivery Network, CDN)的核心是通过在网络边缘布置服务器,将网站的内容发布到最接近用户的边缘服务器上,使用户可以在最近的服务节点上获取所需的内容,但究其本质,其核心仍然是基于集中服务器的架构,通过配置高额硬件设备达到“一步之遥”的效果,与地域化管制紧密相连,维护和扩展时都需要很高的成本,而且无法利用大量网络中的闲散资源,特别是对大量的公益站点无法采用该项技术提高站点的分发速度。而P2P技术即对等网络(peer-to-peer)技术,突破了传统的C/S模式,每个节点都拥有服务器和客户端两种身份,在获取其他节点上的资源的同时为其他节点提供服务。在内容传递方式上,与CDN相比采用了完全不同的方式,其核心是充分的利用用户资源,通过对等方式进行文件传输,实现了不依赖服务器而快速的交换文件。P2P技术广泛的应用在网络应用程序中,特别是Kademlia协议以其稳定性,高效性应用更广泛。本文吸取CDN提供的“一步之遥”的思想,通过对P2P网络中节点之间形成的信息区域性的研究,结合Kademlia协议,提出了一种混合层次的基于P2P的内容分发网络结构LIKad (locality-awareness and interest-focusing Kademlia)以达到该效果。在该结构中,从上至下由源服务器层,索引节点层,自治节点层构成,不同区域和不同站点的索引节点构成了Kademlia网络结构,通过查找方法的改进,使节点之间的逻辑结构与物理拓扑相结合,高效的查找和分享资源;自治节点层由普通客户节点组成,位于相同位置区域和具有相同兴趣的客户节点相互分享资源,推举出综合能力强的节点作为该区域的索引节点,负责管理和组织该区域节点:实验表明,在节点查询站点内容,定位资源副本所耗延时方面,本文提出的基于Kademlia的混合层次的网络结构比传统的Kademlia的结构改进效果明显。
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