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P2P文件共享技术的兴起和发展是基于传统的有线网络,而经典的BitTorrent协议是目前互联网上最为流行的P2P文件分享应用之一。然而随着无线通信技术的发展和移动智能终端的日益普及,在无线环境中以P2P的方式进行文件共享将成为一种趋势。但是不同于可靠的有线网络,无线网络频繁变化的底层传输情况会对上层应用产生不利的影响,如较小的链路带宽、较高的网络延迟和经常性的节点失效等问题都将会严重降低P2P文件共享应用的效率。
本文首先回顾了几种常见的P2P文件共享技术,并着重介绍BitTorrent协议的机制原理以及其在无线网络环境中的研究进展情况。根据这些研究基础,本文主要做了以下三个方面的工作:
一、研究无线网络对于BitTorrent分片选择的影响,讨论BitTorrent的合适分片长度。通过分析比较BitTorrent的全局稀缺优先(GRF),本地稀缺优先(LRF)和随机选择(Random)三种分片选择策略,提出了基于分片稀缺消息(PRM)的分片选择算法。基于分片稀缺消息的分片选择算法能提高文件分片的冗余度和可获得性,在一定程度上避免无线节点的延迟和失效所可能造成稀缺分片的丢失问题。
二、研究分析无线节点的带宽和延迟因素对于BitTorrent协议的文件下载效率的影响。根据这两个因素本文定义了无线链路性能指标(LPI)和折衷指标(TOI),并提出了基于链路性能(LPB)和折衷方式(TOB)两种节点选择算法。通过在理想无线网络环境中进行仿真实验,比较这两种节点选择策略和BitTorrent协议原有的Tit-for-Tat算法的性能优劣。
三、提出了一个基于Android平台的P2P文件共享原型系统NexusBT的设计框架,为在真实无线环境下进行BitTorrent关键技术的研究奠定了基础。
本文的研究成果对于提高无线网络中BitTorrent协议的文件共享效率具有一定的应用价值。