[發明專利]一種雙引擎分布式對等網絡仿真系統體系結構

有效

• 申請號: 200810046562.4
• 申請日: 2008-11-14
• 公開（公告）號: CN101741627A
• 公開（公告）日: 2010-06-16
• 發明（設計）人: 周世杰;秦志光;何興高;吳春江;楊睿;陳明軍;李亞龍;楊文君
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04L12/26
• 分類號: H04L12/26;H04L12/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種大規模網絡環境下的雙引擎分布式對等網絡(以下簡稱P2P或P2P網絡) 仿真系統體系結構。針對分布式P2P仿真系統設計目標和設計原則，提出了包括節點仿真引 擎和網絡仿真引擎的雙引擎分布式對等網絡仿真系統體系結構，實現了一套比較完整的仿真 協議運行和通信機制，使仿真信息能夠以網絡數據包的形式發送到其他仿真應用計算機或外 界真實P2P應用，從而實現與仿真平臺與真實P2P應用之間的兼容，實現對大規模P2P網絡 的高保真仿真。

背景技術

P2P的迅速發展，引起了工業界和學術界的共同關注。P2P仿真是一種專門針對P2P研 究的網絡仿真，它通過采用計算機硬件和軟件，以及相應的網絡設備，構建一套模擬真實P2P 網絡的仿真環境，并在此基礎上模擬某種P2P協議的各種功能(如Gnutella、BT、Skype、Peercast 等)，通過分析P2P仿真運行過程和系統行為特征，獲取相應的性能數據，從而為P2P研究 提供數據支持。

通過P2P仿真，不僅能夠分析現有P2P協議和P2P網絡的固有特性，為P2P的行為特征 分析、流量檢測、流量控制、內容識別提供直接依據，而且能夠對P2P應用技術開發成果進 行驗證，分析P2P應用技術的性能及效率，為進一步改進提供參考依據。同時，P2P仿真還 能夠用于分析P2P系統對互聯網的影響、P2P安全防御等眾多方面。

P2P仿真系統是一種專門針對P2P仿真而設計的網絡仿真軟件，它除了具有一般網絡仿 真系統的特點以外，還應具有以下一些特點：

(1)大規模網絡仿真能力

P2P網絡屬于大規模網絡，并且P2P網絡中節點的個體行為或少數節點的行為不足以反 映整個P2P網絡的特征，因此，P2P仿真系統構建的仿真網絡規模應達到現有P2P網絡的規 模，甚至能夠支持更大規模的P2P仿真。

(2)節點動態性處理能力

在P2P網絡中，節點具有高度的自治性，每一個節點隨時都有可能加入或退出P2P系統， P2P網絡拓撲結構、節點連接關系等隨時都在發生變化。因此，P2P仿真系統應支持各種具 有不同生命周期的仿真節點，同時應支持仿真節點的動態性加入和退出。

(3)支持仿真協議多樣化

現有大多數P2P協議主要解決資源分配、查找、定位和傳輸的問題，并且每種協議實現 的機制各有不同。同時，P2P應用已經涉及到資源查找、文件傳輸、語音通訊、視頻點播等 多個領域。因此，P2P仿真系統不僅應支持現有常見P2P協議的仿真，而且應提供相應的接 口，對現有P2P協議進行修改、擴展，或設計新的P2P協議，對未來的P2P技術研究進行預 測。

(4)支持多種仿真細節

P2P網絡是一種應用層網絡，因此，P2P仿真系統不僅要求能夠像一般的網絡仿真系統 實現網絡層、傳輸層上相關操作的仿真，而且要求能夠實現應用層上相關操作的仿真。通過 對多種仿真細節的數據統計和性能分析，從而能夠從不同的角度對P2P技術進行研究。

目前現有的P2P仿真系統都具有各自的特點和局限性，最主要的不足在于仿真規模小和 仿真真實度差。

雖然基于消息的P2P仿真系統消耗的成本較低，但是由于計算機的CPU頻率和內存大小 有限，所能仿真的網絡規模還是受到一定的限制。此外，基于消息的P2P仿真系統的仿真真 實度也是一個較為嚴重的問題。例如，雖然基于消息的P2P仿真系統Peersim可以在單機上 仿真近百萬節點的網絡規模，但其仿真是在應用層上進行，忽略了網絡特性對于P2P仿真的 影響，其仿真結果的真實度大打折扣。

而基于數據包的P2P仿真系統，雖然提供了網絡屬性和網絡通信等接口，仿真真實度較 高。但是數據包的傳輸需要時間和帶寬的開銷，如果需要仿真上百萬節點的網絡規模，在計 算開銷和存儲開銷方面是很難實現的，因此很難進行大規模的P2P仿真。

發明內容

本發明提出了一種雙引擎分布式對等網絡仿真系統的體系結構，通過試驗測試，有效地 解決了當前仿真系統的仿真規模小、仿真真實度差以及網絡動態性弱的缺點。