基于拍卖的p2p内容分发网络带宽分配机制 - 信息通信学术期刊网.doc

《网络与信息安全学报》论文模版 基于拍卖的P2P内容分发网络带宽分配机制 张云鹤1,2，朱艳琴1,2，纪其进1,2 1. 苏州大学 计算机科学与技术学院，江苏 苏州 215006；2. 江苏省计算机信息处理技术重点实验室，江苏 苏州 215006摘 要：为了解决P2P内容分发网络中带宽资源稀缺且分配不合理这一突出问题，抑制节点的自私性行为，设计了一种基于拍卖的带宽分配机制。该机制通过上载带宽支付方式，迫使自私请求节点选择合适的带宽需求，使得整个P2P网络中的节点良性竞争带宽资源，避免了公共地悲剧的发生；且带宽分配算法在资源节点和请求节点并行执行，能很好适应P2P网络的分布式特性。仿真结果表明，该机制能够有效遏制搭便车行为，从而缩短P2P内容分发的平均完成时间，降低内容源服务器的上传数据比例。 关键词：P2P内容分发网络；带宽分配；拍卖；分布式优化 中图分类号：TP393 文献标识码：A Auction based bandwidth allocation mechanism for P2P content distribution networks ZHANG Yun-he1,2, ZHU Yan-qin1,2, JI Qi-jin1,2 (1. School of Computer Science and Technology, Soochow University, Suzhou 215006, China;2. Jiangsu Provincial Key Laboratory of Computer Information Processing, Suzhou 215006, China) Abstract: Unreasonable allocation of originally scarce bandwidth was a severe problem in the P2P content distribution networks. To solve the problem and suppress the node’s selfishness, an auction-based bandwidth allocation mechanism for P2P networks was proposed. Through the effective bandwidth payment scheme, the selfish nodes had no incentives to lie and provided the real bandwidth requirements. Also the “tragedy of the commons” could be avoided by the nodes’ healthy bandwidth competition. To adapt to the distributed nature of the P2P networks, the algorithm was implemented in parallel at resource providing nodes and request nodes. Simulation results show that the scheme not only suppresses free riding nodes efficiently in the system, but also shortens the average completion time for content distribution and decreases the ratio of data uploaded by the source server. Key words: P2P content distribution networks; bandwidth allocation; auction; distributed optimization 1 引言 P2P内容分发网络中的节点可以自由地提供或者获取服务，没有中心控制节点约束它们的行为，因此可能存在大量的自私节点。当这些节点面对这样一种处境，即将自己有限的资源用于服务自己，还是无私地奉献给其他节点，以期待将来其他节点也会无私的帮助自己时，通常会选择将有限的资源保留给自己使用。此外，由于获取服务时无需付出任何代价，自私节点会无节制地使用整个系统中紧缺的带宽资源。这使得P2P网络中存在较为严重的搭便车（free-riding[1]）现象，甚至最后出现公共地悲剧[2]。当前，针对这一类问题的基本解决方案是引入各种虚拟货币机制，但