عنوان پایان‌نامه
تحلیل و بررسی قابلیت اطمینان در شبکه های P۴P
- رشته تحصیلی
- مهندسی فناوری اطلاعات
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 45262;کتابخانه دانشکده برق و کامپیوتر شماره ثبت: E1742
- تاریخ دفاع
- ۰۱ خرداد ۱۳۸۹
- دانشجو
- زهرا آقازاده
- استاد راهنما
- احمد خونساری
- چکیده
- در سال‌های اخیر، اینترنت شاهد افزایش چشمگیر کاربردهای مختلف شبکه‌های همتا‌به‌همتا بوده است. در حقیقت این شبکه‌ها، الگوی جدیدی را در زمینه‌ی کاربردهای توزیع‌شده و مقیاس‌پذیر ارائه کرده‌اند. اما امکان دست‌یابی به شبکه‌های کارا، با چالش‌هایی روبرو می‌باشد. یکی از مهم‌ترین چالش‌ها، طراحی شبکه‌ی مقاوم می‌باشد. شبکه‌ی غیر‌مقاوم به‌راحتی می‌تواند منجر به افراز شبکه گردد و در نتیجه همتایان نمی‌توانند به یکدیگر دسترسی پیدا نمایند. چالش دیگر، بی‌توجه بودن کاربردهای همتا‌به‌همتا به شبکه‌ی زیرین اینترنت و در نتیجه تولید ترافیک بیش از حد و استفاده‌ی ناکارا از منابع شبکه مانند ظرفیت لینک می‌باشد. به تازگی شبکه‌ی P4P، با معرفی همتاهای مناسب برای همسایگی، در راستای حل این مشکل معرفی شده است. اما علی‌رغم توجهی که به این مسئله شده است، جزئیات کافی برای طراحی آن ذکر نشده است. با توجه به این که قابلیت اطمینان به معنای عملکرد صحیح سیستم در برابر وظایف محول شده به آن می‌باشد، در این پژوهش تلاش شده است که قابلیت اطمینان اینگونه شبکه‌ها را بهبود بخشیم. در این پایان‌نامه، دو شبکه برای زیرساخت شبکه‌های همتا‌به‌همتا پیشنهاد شده است. شبکه‌ی اول، شبکه‌ی PeerStar است که با بهره‌گیری از ساختار ستاره، گامی در جهت نیل به شبکه‌های مقاوم همتا‌به‌همتا می‌باشد. علاوه بر کاهش طول مسیر متوسط میان همتا‌ها و سربار نگه‌داری توپولوژی، مهم‌ترین مزیت این شبکه، مقاوم‌تر بودن در مقابل قطع ارتباط بین همتایان نسبت به دیگر ساختار‌های موجود می‌باشد که نتایج شبیه‌سازی انجام شده، مؤید این نظریه است. شبکه‌ی پیشنهادی دوم، شبکه‌ی زیگ-زاگ می‌باشد، که تلاشی در جهت کم کردن رشد ترافیکی شبکه‌های همتا‌به‌همتا می‌باشد. در این شبکه با استفاده از زیرساختی کاملاً متفاوت با دیگر توپولوژی‌های موجود، توانستیم طول مسیر ترافیک‌های همتا‌به‌همتا را تا حد بسیار زیادی کاهش دهیم. ویژگی مهم این ساختار، توجه آن به گراف زیرین شبکه است و در نتیجه گزینه‌ی مناسبی برای طراحی شبکه‌های P4P می‌باشد. با بکارگیری این ساختار، هر همتا به نزدیک‌ترین همتای موجود خود متصل شده و شبکه‌ی همتا‌به‌همتا تا حد ممکن محلی می‌گردد. بدیهی است که در اثر محلی کردن ترافیک، تا حد زیادی حجم ترافیک جا‌به‌جا شده در شبکه کاهش می‌یابد و استفاده از منابع شبکه بهتر می‌شود. نتایج شبیه‌سازی بهبود عملکرد شبکه‌ی پیشنهادی را تائید می‌کند. کلمات کلیدی: شبکه‌های همتا‌به‌همتا، شبکه‌ی P4P، گراف بسط‌دهنده، حاصل‌ضرب زیگ-زاگ
- Abstract
- In recent years, the Internet has witnessed a rapid growth in the popularity of various applications over peer-to-peer networks. The concept of overlay networking has introduced new patterns for various distributed and scalable applications. However, there prevail some challenges toward achieving efficient peer-to-peer networks. The foremost important challenge is designing a robust network that does not result in network partitioning. A network that is not robust can lead to partitions in the network, thus prohibiting peers from reaching each other. Another challenge is that peer-to-peer applications are oblivious to the underlying network in their decision making, which results in excessive traffic generation and inefficient use of network resources such as link capacity. P4P network has recently been proposed as a viable solution to this problem by choosing suitable peers in the vicinity as neighbors. Nevertheless, in spite of the attention paid to this issue, the design details available are insufficient. Since the reliability of a system is based on its proper functionality towards an assigned task, in this research, we tend to improve the reliability of P4P networks. In this thesis, two networks have been introduced as an infrastructure for peer-to-peer networks. The first network is PeerStar that achieves a robust network by using the Star structure. In addition to reducing the average path length between peers and overhead inherent in topology maintenance, the most important advantage of this network, is its robustness against the disconnection among peers in comparison to other existing structures. Results obtained through the simulated PeerStar network further justify the aforementioned claim. The second network namely, the Zig-Zag network, is proposed in order to reduce traffic growth resulted by peer-to-peer networks. Using a completely different infrastructure, we could greatly reduce the traffic path length in such networks. The most important feature of this structure that makes it appropriate for designing P4P networks is its awareness towards the underlying graph. Using this structure, each peer is connected to the closest peer and the locality of the peer-to-peer network is reduced as much as possible. Obviously, by localizing the persisting traffic, the traffic flow over the network is reduced largely and the network resources are utilized more efficiently. Simulation experiments confirm the performance improvement of the proposed network. Keywords: Peer-to-peer networks, P4P network, expander graph, Zig-Zag product
