一种基于阻塞切换服务器的P2P下载算法

专利类型：发明专利 

语 言：中文 

申 请 号：CN201510221218.4 

申 请 日：20150430 

发 明 人：杨梦宁罗杨洋徐玲洪明坚葛永新张小洪杨丹 

申 请 人：重庆大学 

申请人地址：400044 重庆市沙坪坝区沙正街174号 

公 开 日：20180309 

公 开 号：CN104935638B 

代 理 人：穆祥维 

代理机构：重庆信航知识产权代理有限公司 50218 

摘　　要：本发明涉及基于阻塞切换服务器的P2P下载算法，该算法首先计算网络中节点服务器的平均带宽，然后判定阻塞条件，根据阻塞条件让用户和性能低下的节点服务器链接阻塞，不断选择承载均值大的节点服务器进行连接，即连接性能较高的节点服务器，从而提升客户端的下载效率。该算法减小了整体网络的归一化标准差，而归一化标准差的减小表示整个覆盖网络的带宽波动变小，从而能更精确的预测下载剩余时间。随着整体覆盖网络的归一化标准差的降低，用户的平均下载时间也会逐步降低。仿真实验证明本发明算法在无竞争环境下平均性能提升为传统算法的113％，在竞争环境中平均性能提升虽然仅1％，但预估下载时间的准确性提升了44％。 

主 权 项：一种基于阻塞切换服务器的P2P下载算法，其特征在于：包括如下步骤：S1：用户进入网络后，扫描得到整个网络中用户能连接上的所有节点服务器的带宽日志，然后采用公式(3)计算网络中所有节点服务器的上传平均带宽CP：$CP=\frac{1}{N}\underset{i=1}{\overset{N}{\Sigma }}{C}_i---\left(3\right);$其中，N表示用户连接上的节点服务器的数量，C_i表示用户连接上的节点服务器的上传带宽；S2：将用户待下载文件Q分解成若干固定大小的文件块q_j,j＝1,2,3,...,F，F表示构成待下载文件的文件块的总数；S3：当用户任意连接到一个节点服务器时，开始下述网络承载均值算法：1)设置用户最多可连接节点服务器的数量P；2)搜索网络，遍历每个拥有组成待下载文件的文件块的所有节点服务器；3)判断当前用户要下载的文件块q_j是否下载完成，如果是返回步骤2)，否则执行下一步；4)扫描当前用户能连接上的节点服务器，所有能连接上的节点服务器构成服务器池；5)判断服务器池中每个节点服务器的上传带宽与上传平均带宽的CP的关系，所有上传带宽小于上传平均带宽CP的节点服务器构成待阻塞服务器池，所有上传带宽不小于上传平均带宽CP的节点服务器构成可连接服务器池；6)判断可连接服务器池中节点服务器的数量是否为0，如果不为0则执行步骤10)，否则扫描待阻塞服务器池，得到待阻塞服务器池中所有节点服务器的带宽日志，根据公式(4)计算待阻塞服务器池中所有节点服务器的上传平均带宽CP’；${\mathrm{CP}}^{\prime }=\frac{1}{M}\underset{k=1}{\overset{M}{\Sigma }}{C}_k---\left(4\right);$其中，M表示待阻塞服务器池中节点服务器的数量，C_k表示待阻塞服务器池中节点服务器的上传带宽；7)根据公式(5)计算调整系数g：$g=\frac{CP}{{\mathrm{CP}}^{\prime }}---\left(5\right);$8)将待阻塞服务器池中每个节点服务器的上传带宽乘调整系数，得到调整后待阻塞服务器池；9)判断调整后待阻塞服务器池中每个节点服务器的上传带宽与上传平均带宽的CP的关系，将上传带宽小于上传平均带宽CP的节点服务器设为阻塞点，断开其与当前用户的连接，然后返回步骤3)；10)判断下载比率与可连接服务器池中服务器数量的关系，如果下载比率不小于连接服务器池中服务器数量，则保持其他用户将当前用户作为节点服务器，连接当前用户进行下载的数量，并保持当前用户的上传带宽；否则，降低其他用户将当前用户作为节点服务器，连接当前用户进行下载的数量，并降低当前用户的上传带宽；11)设可连接服务器池中共有B个节点服务器b，b_f表示可连接服务器池中第f个节点服务器；12)采用公式(6)计算当前用户从节点服务器b_f下载的下载承载均值D_fn：$D_{fn}=\frac{E_{fn}}{T_{fn}}---\left(6\right);$其中，E_fn表示从第f个节点服务器b_f所下载n个文件块的总大小，采用公式(7)计算得到，T_fn表示从第f个节点服务器b_f所下载n个文件块的下载用时，采用公式(8)计算得到：$E_{fn}=\underset{j=1}{\overset{n}{\Sigma }}{e}_{jf}---\left(7\right);$$T_{fn}=\underset{j=1}{\overset{n}{\Sigma }}{t}_{jf}---\left(8\right);$其中，e_jf表示从第f个节点服务器b_f下载第j个文件块的大小，t_jf表示从第f个节点服务器b_f下载第j个文件块的下载用时，n＝1,2,3,...且n≤F；13)根据所有承载均值D_fn由大到小的顺序，对承载均值D_fn对应的节点服务器b_f进行排序，形成候选节点服务器列表；14)当时间周期到下一轮时，优先连接候选节点服务器列表中首位的节点服务器，并返回步骤3)。 

关 键 词：竞争环境;节点服务器;归一化标准;阻塞切换服务器;仿真;P2P下载算法;下载时间;覆盖网络;计算;预测;客户;带宽;预估;选择;均值;减小;端的;链接;证明;提升; 

法律状态：授权 

IPC专利分类号：H04L29/08(2006.01)I,H04L12/801(2013.01)I