P2P文件共享系统行为特性模型分析
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P2P模型
摘要P2P模型是一种基于互联网环境的新的应用型技术，可以充分利用大量自治的参与者的资源，主要为软件技术。
该文首先对比了传统的客户/服务器模型与P2P网络模型的基本特性，然后阐述了典型的四种P2P模型的技术特点，接着探讨了P2P模型的关键技术，最后分析了P2P模型存在的问题，展望了P2P的应用前景。
关键词P2P；客户/服务器；网络模型1 引言今日的Internet正面临着一场革命。
这场革命试图改变当前以客户/服务器为基本特性之一的互联网架构，结束以服务器为主导的Internet，这就是P2P。
P2P,即Peer to Peer，称为对等连接或对等网络，主要指由硬件形成连接后的信息控制技术。
P2P让人们通过互联网直接交互，使得网络上的沟通变得容易、更直接共享和交互，真正地消除中间商。
2 从客户/服务器模型到P2PP2P是一个网络的模型，它的基本概念就是任何的节点都可以作为服务器或者客户端。
传统的客户/服务器网络，都有预定义的客户和服务器节点，而P2P则不同，P2P可提供一些额外的特性，而这些特性使用传统的客户/服务器模型是无法实现的。
基于P2P的模型与客户/服务器（C/S）模型相比，其优势在于降低了对服务器的依赖和它的分散控制能力（相对于服务器的集中控制）。
一些P2P模型甚至不需要服务器，用户可以不经过服务器和其他用户进行连接。
在传统的结构下必须使用传统的规则，用户在P2P模型下比传统的客户/服务器结构有更多的命令。
P2P系统和C/S系统不同，它没有单一的失败点。
在一些模型中，P2P把服务器放到合适的位置，服务器的作用被限制到最小。
为了共享文件，用户不需要服务器的帮助，他们之间可以直接进行。
P2P的另一个重要特点是改变互联网现在的以大网站为中心的状态、重返“非中心化”，并把权力交还给用户。
从网络看，P2P并不是新概念，P2P是互联网整体架构的基础。
互联网最基本的协议TCP/IP 并没有客户机和服务器的概念，所有的设备都是通讯的平等的一端。
P2P文件共享系统行为特性分析和研究
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Ｐ Ｐ网络技术的出现和应用极大 地推 动 了计算 机资源 和 ２ 服务的共享 ， 提高 了资源和服务的利用率 。 被广泛地应用 于网 络互联技术 的各个领域 。Ｐ Ｐ文件共享是 Ｐ Ｐ网络技术 目前 ２ ２ 发展最为迅速 的应 用。但 是 由于 Ｐ Ｐ文件 共 享系 统 是 由用 ２ 户组成的 自组织 、 自治 的系 统 ， 因而 在 Ｐ Ｐ文 件共 享 系统 中 ２ 用户和系统 的行为也表 现出了一 些特有的性质 。
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P2P文件共享系统用户行为特性研究
户对完成下载是耐 心的， 而随着在系统 中停 留时间的增长 ， 用 户会减少对系统 的使用 ， 并且 发现 了用 户对 系统 中文 件 的获
册用 户 ３ ０ ，最高同时在线用户数 超过 １ 。由于 Ｍａｅ ０万 Ｏ万 ｚ 系统 的客户端 实现了在结束 一个 下载 或上传后 向 日志服务器
显具有“ 日模式 ” 具有不同 的观点等 。
成为承载 了大部分 网络 流量 的互 联 网主 流应 用 。由于 Ｐ Ｐ ２
文件共享系统是 由用 户组 成 的 自组 织 、 自治 的系 统 ， 而在 因 Ｐ Ｐ文件共享 系统 中， ２ 用户 的行为特性 对系统 具有很 大影 响 和作 用。 ｏＳ ｎ Nhomakorabea，ａ ｄ
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显具有“ 日模式 ” 具有不同 的观点等 。
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文件共享系统是 由用 户组 成 的 自组 织 、 自治 的系 统 ， 而在 因 Ｐ Ｐ文件共享 系统 中， ２ 用户 的行为特性 对系统 具有很 大影 响 和作 用。 ｏＳ ｎ Nhomakorabea，ａ ｄ
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P2P环境下文件共享的信任建立博弈模型及稳态分析
P2P环境下文件共享的信任建立博弈模型及稳态分析
项兴彬;曾国荪;夏冬梅
【期刊名称】《计算机应用研究》
【年(卷),期】2010(027)009
【摘要】P2P环境下文件共享中节点的信任建立是彼此进行安全交互的前提,现有的信任关系的建立依赖于可信的第三方,但在P2P网络中没有中心服务器和可信第三方提供担保,这种节点信任关系的建立相当困难.为此,借助演化博弈理论提出了一种信任建立博弈模型,从而为P2P文件共享中陌生节点提供信任保障.运用复制动态原理对信任建立博弈模型进行了求解分析,并对P2P文件共享系统的稳态进行了分析,给出初步仿真实验结果.
【总页数】5页(P3496-3499,3502)
【作者】项兴彬;曾国荪;夏冬梅
【作者单位】同济大学,计算机科学与技术系,国家高性能计算机工程技术中心同济分中心,上海,201804;同济大学,计算机科学与技术系,国家高性能计算机工程技术中心同济分中心,上海,201804;同济大学,计算机科学与技术系,国家高性能计算机工程技术中心同济分中心,上海,201804
【正文语种】中文
【中图分类】TP393
【相关文献】
1.基于开放网络环境下信任建立的博弈模型 [J], 刘继超;曾国荪;袁禄来
2.P2P文件共享系统信任模型研究与仿真 [J], 李学斌
3.基于生态网络的P2P环境信任博弈进化模型 [J], 刘凤鸣;丁永生
4.P2P文件共享系统中基于访问控制的信任模型 [J], 左翠华;李瑞轩;卢正鼎
5.移动P2P环境下基于社会信任补充的信任模型 [J], 王健;曹晓梅
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17.P2P文件共享
33
文件共享对等网的分类
非中心－无结构对等网和非中心－结构化对等网的差 别是：前者网络拓扑是随机的、无结构的，网络的自 组织简单而开销小，但文件搜索效率较低；后者网络 拓扑严格按照预定的结构，文件搜索效率有保证，但 网络的自组织复杂而开销大。 混合式对等网通过局部中心化来改善非中心－无结构 对等网的低效率搜索，但不得不面对一定程度的中心 化问题。
37
文件共享对等网的主要研究问题
3 激励机制： 文件共享对等网的成功运行依赖于节点之间充分的资 源共享。然而用户具有自私性, 倾向于多使用别人的 资源，少贡献自己的资源。如何激励用户多贡献自己 的资源，保证交换中的公平性便成为文件共享对等网 中的重要问题。 BitTorrent 系统通过tit-for-tat 策略激励用户贡献资源 ，而eDonkey、Maze 根据节点的资源贡献历史记录 来确定目前所能享用的资源。
34
文件共享对等网的分类
中心式对等网、非中心－无结构对等网和混合式对等 网的共同特点是，内容的存放位置是随机的、与网络 拓扑无关的。在后两类系统中由于无法知道哪个节点 可能含有要查找的内容，文件查询只能采用随机搜索 的方式。 当用户搜索文件主要依靠关键字查询而不是完整文件 名查询，或是系统中大量用户的加入、离开很频繁， 此场景下使用非中心－结构化对等网是不合适的，而 应该采用其它三类对等网。
123.2.0.18
20
BT
2002年10月 Bram Cohen穷困潦倒…… 企业家Gilmore资助生活费 ☺ 2003年BitTorrent流行 Bram Cohen依然穷困潦倒 2003年末找到工作！
21
文件共享对等网的发展文件共享对等网的发展 BitTorrent、 、 eDonkey/eMule
文件共享对等网的分类
非中心－无结构对等网和非中心－结构化对等网的差 别是：前者网络拓扑是随机的、无结构的，网络的自 组织简单而开销小，但文件搜索效率较低；后者网络 拓扑严格按照预定的结构，文件搜索效率有保证，但 网络的自组织复杂而开销大。 混合式对等网通过局部中心化来改善非中心－无结构 对等网的低效率搜索，但不得不面对一定程度的中心 化问题。
37
文件共享对等网的主要研究问题
3 激励机制： 文件共享对等网的成功运行依赖于节点之间充分的资 源共享。然而用户具有自私性, 倾向于多使用别人的 资源，少贡献自己的资源。如何激励用户多贡献自己 的资源，保证交换中的公平性便成为文件共享对等网 中的重要问题。 BitTorrent 系统通过tit-for-tat 策略激励用户贡献资源 ，而eDonkey、Maze 根据节点的资源贡献历史记录 来确定目前所能享用的资源。
34
文件共享对等网的分类
中心式对等网、非中心－无结构对等网和混合式对等 网的共同特点是，内容的存放位置是随机的、与网络 拓扑无关的。在后两类系统中由于无法知道哪个节点 可能含有要查找的内容，文件查询只能采用随机搜索 的方式。 当用户搜索文件主要依靠关键字查询而不是完整文件 名查询，或是系统中大量用户的加入、离开很频繁， 此场景下使用非中心－结构化对等网是不合适的，而 应该采用其它三类对等网。
123.2.0.18
20
BT
2002年10月 Bram Cohen穷困潦倒…… 企业家Gilmore资助生活费 ☺ 2003年BitTorrent流行 Bram Cohen依然穷困潦倒 2003年末找到工作！
21
文件共享对等网的发展文件共享对等网的发展 BitTorrent、 、 eDonkey/eMule
P2P文件共享系统研究
科技资讯2017 NO.02SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION信 息 技 术23科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 对等(Peer-to-Peer,P2P)网络及其相关技术是近年来热门的研究领域之一,其中P2P文件共享系统受到了众多网络用户的欢迎和支持。
P2P文件共享系统从出现至今,相继涌现出40多个相关系统,并且有多个系统已经各自拥有数以百万计的用户,P2P文件共享系统最大的特点是聚集了海量的文件资源,总体具有成本低廉、使用灵活自由、能为用户提供简便的文件交换服务等特点。
1 应用现状如今的P2P文件共享系统依然显示着蓬勃的生命力。
根据O’Reilly(2004)关于P2P文件共享系统的资料,著名的应用系统己经达到40余种,而且很多系统还相继产生变种产品,如Napster的衍生变种SlavaNap和OpenNap等,Gnutella衍生的变种也有LimeWire [2]、Clip2、BearShare [3]、FurthurNet [4]等。
另外还有兴起不久的BitTorrent [5]和eDonkey [6]等。
2 P2P 文件共享系统的特性P2P文件共享系统具有的技术特性,主要是以下几点。
(1)分散性(decentralization)。
P2P文件共享系统将管理任务分摊到各个节点上,文件分散在各个节点,节点拥有文件的所有权和控制权,如此可以通过文件复制避免单一失效点问题。
(2)自组织性(self-organization)。
自组织是指一个系统的组织结构自发增强的过程。
P2P文件共享系统由大量节点构成,其规模巨大而且结构经常发生变化,节点需要能够自由地进入和退出网络,文件资源数量时刻在变化,因此P2P文件共享系统必须具有自组织性。
(3)匿名性(anonymity)。
匿名性可以保护使用者的隐私,如P2P文件共享系统中,提供文件服务时隐藏文件提供者的身份。
P2P共享技术介绍
• 多播技术是一点到多点或多点到多点的通 讯方式，即多个接收者同时接收一个源发 出相同消息。 • 这种模型的最好例子SUN公司开发的JXTA 技术。
目录服务模型
• 在一个经过优化的网络系统中，少量的目录就可 以为数量众多的对等节点服务。对等点向目录服 务注册关于自身的信息（起名称，地址，资源和 元数据），并通过目录服务器中信息的查询。 • 这种模式的代表是BITTORRENT. • 优点:是集中式管理，使其能够通过确保服务器硬 件和配置来达到一定的服务质量，信息查询的效 率也很高 • 缺点:是当网络上节点和资源不断增加时，系统对 目录服务器的性能要求也将不断提高，
垃圾信息多
• 由于P2P网络的用户众多，当用户进行搜索 时，会得到大量的搜索结果，除了少数有 用信息外，其他的大多数信息可能都属于 垃圾信息。在缺乏同意管理的情况下，P2P 客户端软件很难对搜索结果进行排序和按 用户的需求列出目录结构。
缺乏有效的管理体制
• 缺乏管理的P2P网络在为人们带来方便的同 时，也可能会成为病毒，非法交易的温床， 甚至可能为恐怖分子所利用。 • 大公司的利益分歧导致开发准难以统一， 这也成为目前P2P发展的制约因素之一
1.6个人看法
• 收获 : P2P认识加强 对方向有了兴趣 想更深的去认识P2P
参考文献
• [1] Granville, L.Z. etc, “Managing computer networks using peer-topeer technologies”, IEEE Communications Magazine, Volume 43, Issue 10, Oct. 2005 • [2] the human side of sharing in peer-to-peer networks, ronald mannak huib de ridder • [3] S Guha, N Daswani, R Jain, “An Experimental Study of the Skype Peer-to-Peer VoIP System”, in Proceedings of IPTPS 2006. • [4] •
目录服务模型
• 在一个经过优化的网络系统中，少量的目录就可 以为数量众多的对等节点服务。对等点向目录服 务注册关于自身的信息（起名称，地址，资源和 元数据），并通过目录服务器中信息的查询。 • 这种模式的代表是BITTORRENT. • 优点:是集中式管理，使其能够通过确保服务器硬 件和配置来达到一定的服务质量，信息查询的效 率也很高 • 缺点:是当网络上节点和资源不断增加时，系统对 目录服务器的性能要求也将不断提高，
垃圾信息多
• 由于P2P网络的用户众多，当用户进行搜索 时，会得到大量的搜索结果，除了少数有 用信息外，其他的大多数信息可能都属于 垃圾信息。在缺乏同意管理的情况下，P2P 客户端软件很难对搜索结果进行排序和按 用户的需求列出目录结构。
缺乏有效的管理体制
• 缺乏管理的P2P网络在为人们带来方便的同 时，也可能会成为病毒，非法交易的温床， 甚至可能为恐怖分子所利用。 • 大公司的利益分歧导致开发准难以统一， 这也成为目前P2P发展的制约因素之一
1.6个人看法
• 收获 : P2P认识加强 对方向有了兴趣 想更深的去认识P2P
参考文献
• [1] Granville, L.Z. etc, “Managing computer networks using peer-topeer technologies”, IEEE Communications Magazine, Volume 43, Issue 10, Oct. 2005 • [2] the human side of sharing in peer-to-peer networks, ronald mannak huib de ridder • [3] S Guha, N Daswani, R Jain, “An Experimental Study of the Skype Peer-to-Peer VoIP System”, in Proceedings of IPTPS 2006. • [4] •
P2P环境下文件共享的信任建立博弈模型及稳态分析
3 ］ （ trust management） 的概念［2， ， 为解决分布式环境中新应用形
机制通过反复博弈和演化稳定策略实现动态
策略调整及其演化稳定性 。 P2P 用户节点信任的建立是网络 节点之间交互合作的重要内容， 演化博弈与稳定策略为研究 P2P 网络的信任机制提供了新思路 。 本文试图从演化博弈论的角度来解决 P2P 环境下文件共
i =1 n
根据以上假设， 信任建立的演化博弈模型可描述为一个四 H， S， U） 。其具体含义如下： 元组 DTG = （ user， （ a） user = （ SP， SR） 为博弈的局中人， 每个 P i 有两个属性， SP SR 即 为文件服务提供上传者， 为文件服务请求下载者 。 （ b） S 为博弈的策略组合。ψi （ t） 为节点 SR 选择信任对方 节点 SP 的次数， i （ t ） 为节点 SP 选择合作的次数。 在 t 阶段 的 P i 效用值取决于此阶段所有 P － i 的策略组合 S（ t） = （ ψi （ t） ， i （ t） ） ， 在历史信息的基础上选择行为策略， 根据决策函数确 定策略。 （ c） H 为历史信息。 节点 i 所获取的历史信息 h i （ t ） 是（ S （ 1） ， S（ 2 ） ， …， S（ t） ） 的函数， 那么
Abstract： In the P2P filesharing environment the securing cooperation is based on the trust between the strangers node． Current establishment of trust relationship depends on the credible third party． But there is no central server and the trusted thirdparty guarantees in P2P networks，so it’ s very difficult to establish the trust relationship of the nodes． This paper proposed a game model of trust establishment based on the evolutionary game theory，in order to provide trust assurance for the strange nodes in the P2P filesharing environment． Used the dynamic replication to analyze the trust establishment game model and also the steadystate of the P2P filesharing systems． In the last，gave a preliminary simulation results． Key words： P2P filesharing； trust establishing； replicator dynamic mechanism； stable evolutionary strategy
机制通过反复博弈和演化稳定策略实现动态
策略调整及其演化稳定性 。 P2P 用户节点信任的建立是网络 节点之间交互合作的重要内容， 演化博弈与稳定策略为研究 P2P 网络的信任机制提供了新思路 。 本文试图从演化博弈论的角度来解决 P2P 环境下文件共
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根据以上假设， 信任建立的演化博弈模型可描述为一个四 H， S， U） 。其具体含义如下： 元组 DTG = （ user， （ a） user = （ SP， SR） 为博弈的局中人， 每个 P i 有两个属性， SP SR 即 为文件服务提供上传者， 为文件服务请求下载者 。 （ b） S 为博弈的策略组合。ψi （ t） 为节点 SR 选择信任对方 节点 SP 的次数， i （ t ） 为节点 SP 选择合作的次数。 在 t 阶段 的 P i 效用值取决于此阶段所有 P － i 的策略组合 S（ t） = （ ψi （ t） ， i （ t） ） ， 在历史信息的基础上选择行为策略， 根据决策函数确 定策略。 （ c） H 为历史信息。 节点 i 所获取的历史信息 h i （ t ） 是（ S （ 1） ， S（ 2 ） ， …， S（ t） ） 的函数， 那么
Abstract： In the P2P filesharing environment the securing cooperation is based on the trust between the strangers node． Current establishment of trust relationship depends on the credible third party． But there is no central server and the trusted thirdparty guarantees in P2P networks，so it’ s very difficult to establish the trust relationship of the nodes． This paper proposed a game model of trust establishment based on the evolutionary game theory，in order to provide trust assurance for the strange nodes in the P2P filesharing environment． Used the dynamic replication to analyze the trust establishment game model and also the steadystate of the P2P filesharing systems． In the last，gave a preliminary simulation results． Key words： P2P filesharing； trust establishing； replicator dynamic mechanism； stable evolutionary strategy
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第２ ９卷 第 ５期
２１ ０ ２年 ５月
计 算 机 应 用 研 究
Ａｐ ｌ ａ ｉｎ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｏ ｕ ｅ ｓ ｐ ｉ ｔ ｓ ａ ｃ ｆＣ ｍｐ ｔｒ ｃ ｏ
Ｖ０ ． ９ Ｎｏ ５ １２ ． Ｍ ａ ２ １ ｖ ０２
Ｐ 件 享 系 ２ Ｐ文 共 。 ， ， Ｊ统行 为特 性 模 型分 析 、 一、
作 者简 介 ： 宝钢 （９ ３ ） 男 ， 南 荥 阳人 ， 师 ， 士 ， 要 研 究 方 向 为 网络 测 量 、２ 网 络 、 线 传 感 器 网 络 （ ｇｈｎ ｓｕ．ｄ ．ｎ ； 勇 陈 １７ 。 ， 河 讲 博 主 ＰＰ 无 ｂｃｅ ＠ ｃｔｅｕ ｃ ） 许
（ ９ １ ）， 教授 ， １７ 一 男， 博士， 主要研究方向为网络流量分析、 图像识别和处理 ； 胡金龙 （９ ７ ） 男， 师， １７ ． ， 讲 博士 ， 主要研 究方向为网络监控和管理．
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，
（ ．Ｃ ｌｇ ｆｒ ｔｎ＆Ｍａ ａ ｅ ｅｔ ｃ ｎｅ Ｈｅａ ｇｉ ｌ ｒ ｎｖｒｔ Ｚ ｅｇｈ ｕ４ ００ Ｃ ｉａ； ．Ｃ ｍｍ ｎｃｔｎ＆Ｃ ｍ ｕｅ １ ｏｌ ｅｆＩ ｏｍａｉ ｅ ｏ ｎ ｏ ｎ ｇｍ ｎ ｉ ｃ， ｎ ｎＡ ｒ ｕ ｕｅＵ ｉ ｓｙ， ｈｎ ｚｏ ５０ ２， ｈｎ ２ ｏ ｕ ｉ ｉ Ｓｅ ｃｔ ｅｉ ａｏ ｏ ｐ ｔ ｒ
连接相融合的 Ｐ Ｐ文件共 享 系统 ， 中国教育 科研 网上 最大 ２ 是
０ 引言
文 件 共享 是 目前 Ｉｔ ｎ ｔ 最 主 要 、 成 功 的 Ｐ Ｐ应 用 ， ｎｅ ｅ 上 ｒ 最 ２
的非商业性 、 以科研为 目的 的 Ｐ Ｐ系统。由于 Ｍａｅ系统 的客 ２ ｚ 户端实现了在结束一个下 载或上传后 向 日志 服务器报告 其结 果的功能 ， 些 日志记录了用户的请求时 间 、 这 下载方的系统 Ｉ Ｄ 和被下载 方的 系统 Ｉ 下 载开始 时间 、 载结束 时间 、 Ｄ、 下 开始排
识别 随机变量所服从 的分 布族主要 是通过探 索性数据 分 析来完成 的。对数据进行多种 可视化检查 和摘要 统计可 以实
１ Ｍａ ｅ系统 及其 日志 ｚ
Ｍａｅ ｚ 是北京大学 网络实验室开发的一个 中心索引与对等
收 稿 日期 ：２ １ —８２ ０ ｌＯ —４；修 回 日期 ：２ １ －０ １ ０ １ １－４
Ｎｅ ｏｋＬ ｂｒｔｒ ｕ ｎｄ ｎ ｒｖ ｃ， ｏ ｔ Ｃ ｉａＵ ｉ ｒｔ ｏ ｃｎｌｇ ， ｕｎ ｚｏ ６ １ Ｃ ｉａ ｔ ｒ ａ ｏａｏ ｏ Ｇ ａｇ ｏｇＰｏｉ ｅ Ｓ ｕｈ ｈｎ ｎｖ ｓｙｆ Ｔ ｈ ｏｏｙ Ｇ ａｇｈ ｕ５ ０４ ， ｈｎ ） ｗ ｙｆ ｎ ｅ ｉ ｅ １
第 ５期
陈宝钢 ， ：２ 等 Ｐ Ｐ文件共 享 系统行 为特性 模型 分析
・１ ４ ８ ３・
分布能不 能符合需要 。当一 个单 分布不能满足要求时 ， 需要 就 考虑选择混合 分布。 ２ ２ 参数估计 ． 极大似然估计是一 种常见 的参数 估计方法 ， 它以观测值 出 现 的概率最大作 为准则 ， 其基本思想是建立似然 函数并求解似 然方程 。设 为连续 随机变量 ， 其分布密度 函数为 Ｐ ｌ ， （ ０） 并 完全 由参数 决 定这个密度函数 。 已知 Ⅳ个 观测 值 一 ， ， 假设 它 们是 从 分布 密 度 为 Ｐ 一 ｝ 则 ， ，
（） １
Ⅳ
参数 估计方法 比单分布要复杂一些。Ｅ ｅｉ 和 Ｈ ｎ ｖｒｔ ｔ ａｄ提 出了使 用 Ｅ 算法来拟合混合分 布 。其 基本思 想是首 先在 给出缺 Ｍ 失数据的情况下 ， 估计模 型参数 的值 ； 再根据参 数值估 计 出缺 失数据的值。根据估计 出的缺失数据的值对参数值 进行更新 ， 如此 反复迭代 ， 直至收敛 。文献 ［ ， ］ ８ ９ 则提 出了利用 函数最小 化方法来计算混合 分布的参数 ， 这种方法 比 Ｅ Ｍ算法更 快也更 稳定 。本 文使用 函数最小化方法来计算混 合分 布的参数 。
ｓｏ ｔｍｅ ｏ ｅ ｓ ｃ ｎ ｂｅ ｆｔｅ ｕ ｉｇ ｔ ｅ ｌ ｇ ｏ ｍａ ｉｔ ｂｕ ｉｎ；ｗｈｉｅ ｔｅ ｎ ｍｂｅ ｆｒ ｑｕ ｓｓａ ｄ ｔ ｅ ｅ ｔ ｄ ｎｕ ｅ ｆ ｉｎ ｉ ｆｕｓ ｒ ’ ａ ｔｄ ｓｎ ｈ ｏ ｎ ｒ ｌｄ ｓｒ ｔｏ ｉ ｉ ｌ ｈ ｕ ｒ ｏ ｅ ｅ ｔ ｎ ｈｅ ｒｑｕ ｓｅ ｍｂ ｒ ｏ ｕ ｅｓ’ ａ ｅ ｍｏ ｅ ｅ ｙ ｔ ｅ ｍｉ ｄ ｅ ｐｏ ｅ ｔａ ｉｔｉ ｕ ｉｎ ａ ｒ ｔ ｉｔ ｂｕ ｉｎ． ｓｒ ｒ ｄ ｌｄ ｂ ｈ ｘｅ ｘ ｎ ｎ ｉｌｄｓｒｂ ｔｏ ｎｄ Ｐａ ｅｏ ｄ ｓｒ ｔｏ ｉ
这种 性质 ， 用统 计方 法研 究 了 Ｍ ｚ 利 ａｅ系统 用户行 为特 性 分布 模 型及 特 点 。结 论表 明， 户上 传 流量 和 下 载流 用
量、 上传 带宽和 下载 带宽可 以使 用对数 正态混合 分布 来描 述 ， 跃 时间和 传 输 时间 可 以使 用对数 正 态分 布 来拟 活 合， 而请 求 次数和被 请 求次数 可 以使 用指 数分布 和 Ｐ ｒｔ ａｅ ｏ分布 的混合 分布 来表 达 。 关键 词 ：Ｐ Ｐ文件 共 享 系统 ； ｚ ； 为特性 ； 型 ；混合 分布 ２ Ｍａｅ 行 模 中图分 类号 ：Ｔ ３ ３ ０ Ｐ ９ ．７ 文献标 志码 ：Ａ 文 章编 号 ：１０ － ６ ５ ２ １ ） ５ １４ —４ ０ １３ ９ （０ ２ ０ － ８ ２ ０
ｄ ｉ１ ．９ ９ ｊｉ ｎ １ ０ —６ ５ ２ １ ．５ ０ ４ ｏ：０ ３ ６ ／．ｓ ．０ １３ ９ ．０ ２ ０ ．６ ｓ
Ｍ ｏ ｅｉ ｇ ａ ｄ ａ ａｙ ｉ ｎ ｂ ｈ ｖｏ ａ ｈａａ ｔｒｓｉｓｏ ２Ｐ ｆ ｅ ｓ ａ ｉｇ ｓ ｓｅ ｄ ｌｎ ｎ ｎ ｌｓｓ ｏ ｅ ａ ｉｒ ｌｃ ｒ ｃｅｉｔｃ ｆＰ ｌ —ｈ ｒｎ ｙ ｔｍ ｉ
现探索性数据分析 。可视化检 查的主要 工具是柱 状 图和分 布 图， 利用可视化检 查能够 消除很 多候选分布 ， 并且 判断一个 单
基 金项 目 ： 国 家“ ７ ” 划 资 助 项 目（ ０ Ｃ ３ ４ ０ ，０ ９ Ｂ ２ ５ ５ ９３ 计 ０ ２ ３ Ｂ １８ ５２ ０ Ｃ ３０ ０ ）
Ｋｅ ｒ ｓ Ｐ Ｐ ｆ ｅ ｓ ａ ｎ ｙ ｔｍ ；Ｍａ ｅ ｅ ａ ｉｒｃ ａ ａ ｔｒ ｔ ｓ ｙ ｗｏ ｄ ： ２ ｌ—ｈ ｒ ｇ ｓ ｓ ｉ ｉ ｅ ｚ ；ｂ ｈ ｖｏ ｈ ｒ ｃｅ ｓｉ ；ｍｏ ｅ ｓ ｉ ｃ ｄ ｌ ；ｍｉ ｔｒ ｉ ｒ ｕ ｉｎ ｘｕ ｅ ｄ ｓ ｉ ｔ ｓ ｔｂ ｏ
陈宝钢 许 ，
５０４ ） １ ６ １
勇 胡金龙 ，
（ ．河 南农 业 大学 信 息与 管理科 学 学院 ， 州 ４００ ； ．华 南理 工 大学 广 东省计算 机 网络 重点 实验 室 ， 州 １ 郑 ５０２ ２ 广
摘
要 ： 由于 ＰＰ文件 共 享 系统具 有 自组 织的特 点 ， 为特 性很 大程度 上影响 了系统 可靠性 和性能 。为 了解 ２ 其行
一
队时 间 、 求文件 的路径 和文件 名 、 求文件 长度 、 际下载 请 请 实
量、 文件 下载者 的 Ｉ Ｐ和端 口等信息 。因而 Ｍａｅ系统可 以记 录 ｚ 整个系统 的所有在线用户的文件请 求和下载情况 ， 这对 准确理 解和分析 Ｐ Ｐ文件共 享 系统 的用 户行 为 和 特点 提供 了极大 ２
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｄｕ ｅ ｐ ｏ ｅ ｔ ｓｏ ｅｆ０ ｇ ｎ ｚ ｔ ｎ， ｅ ａ ｉｒｃ ａ ａ ｔ ｒ ｔ ｓａｆｃ ｈ ｅｉｂ ｌ ｙａ ｄ ｐ ｒ ｒ ｎ ｅ ｉ ２ ｌ — ｓｒ ｃ ： ｅ ｔ ｔ ｒ ｐ ｒ ｅ ｆｓ ｌ ｒａ ｉ ｉ ｏｈ ｉ － ａ ｏ ｂ ｈ ｖｏ ｈ ｒ ｃｅｉ ｉ ｆｅ ｔ ｅ ｒｌ ｉ ｔ ｎ ｅ ｆ ｍａ ｃ ｎ Ｐ Ｐ ｆ ｅ ｓｃ ｔ ａ ｉ ｏ ｉ ｓ ａｉ ｇ ｓ ｓｅ ｓｇ ｉ ｃ ｎ ｌ ．Ｉ ｒ ｅ ｎ ｅ ｓａ ｄ ｔ ｉ ｎ ｔ ｒ ，ｔ ｉ ｐ ｐ ｒ ｎ ｅ ｔ ａ ｅ ｒ ｐ ｒ ｅ ｎ ｉ ｒ ｕ ｉ ｎ ｍｏ ｅ ｆｕ — ｈ ｒｎ ｙ ｔ ｍ ｉ ｎｆ ａ ｔ ｉ ｙ ｎ ｏ ｄ ｒｔ ｕ ｄ ｒｔｎ ｓ ａｕ ｅ ｈ ｓ ａ ｅ ｖ ｓ ｇ ｔ ｄｐ ｏ ｅ ｉｓａ ｄ ｄｓ ｉ ｔ ｄ ｌ ｓ ｏ ｈ ｉ ｉ ｔ ｔｂ ｏ ｏ
ｅ ｓ ｂｅ ｖｏ ｈ ｒ ｃｅ ｓｉ ｎ ＭＡＺＥ ｙ ｔｍ ｈ ｏ ｇ ｔｔｓｉａ ｅｈ ｄｓ Ａｎｄ ｔ ｅ ｒ ｓ ｌｓｉ ｉａ ｅ ｔ ｔｕ ｏ ｄ ａ ｏ ｌ ａ ｒ ’ ｈａ ｉｒｃ ａ ａ ｔｒ ｔ ｉ ｉ ｃｓ ｓ ｓｅ ｔ ｒ ｕ ｈ ｓａ ｉｔｃ ｌｍ ｔｏ ． ｈ ｅ ｕ ｔ ｎｄ ｃ ｔ ｈａ ｐｌａ ｎｄ ｄ ｗｎ ｏ ｄ
帮助 。
２ 模 型过 程
随机变量 的模型过程可 以大致分 为分布选择 、 参数估 计 、
拟合 优 度 检 验 。 ２ １ 分 布 选 择 ．
些 特点和分布 特征 。根 据 Ｍ ｚ ａｅ系统 用户 日志 中的数 据 内
容， 本文分析 了用户的上传 流量和下 载流量 、 用户 上传带宽 和 用户下载带宽 、 用户 的请求 次数和被请 求次数 ， 以及用户 的活 跃时间和传输 时间情况 的统计分 布模 型。
ｔ ｆ ｃ， ｐｏ ｄ ａ ｄ ｄ ｗ ｌａ ａ ｄ ｄ ｈ ｏ ｓ ｒ ’ｃ ｎ ｂ ｄ ｌｄ ｂ ｏ ｎ ｒ ｌ ｘ ｕ ｅｄ ｓｒ ｕ ｉｎ：ａ ｔ ｅ ｔ ｎ ａ ｓ ｓ ｒ ｆ ｕ ｌ ａ ｎ ｏ ｎ ｏ ｄ ｂ ｎ ｗｉｔ ｆｕ ｅｓ ａ ｅ ｍｏ ｅｅ ｙｌ ｇ ｏ ｍａ ｔ ｒ ｉ ｉ ｔ ａｉ ｍｉ ｔｂ ｏ ｃｉ ｍｅ ａ ｄ ｔ ｎ ｍｉ— ｖ ｉ ｒ
３ 用户 行为模 型 和分析
许多针对 Ｐ Ｐ文件 共享 系统 行为 的研究 ， ２ 没有分 析特 定 行为 的分 布特点 。而已有的针对 特定行 为的分析 只是近似 地
２１ ０ ２年 ５月
计 算 机 应 用 研 究
Ａｐ ｌ ａ ｉｎ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｏ ｕ ｅ ｓ ｐ ｉ ｔ ｓ ａ ｃ ｆＣ ｍｐ ｔｒ ｃ ｏ
Ｖ０ ． ９ Ｎｏ ５ １２ ． Ｍ ａ ２ １ ｖ ０２
Ｐ 件 享 系 ２ Ｐ文 共 。 ， ， Ｊ统行 为特 性 模 型分 析 、 一、
作 者简 介 ： 宝钢 （９ ３ ） 男 ， 南 荥 阳人 ， 师 ， 士 ， 要 研 究 方 向 为 网络 测 量 、２ 网 络 、 线 传 感 器 网 络 （ ｇｈｎ ｓｕ．ｄ ．ｎ ； 勇 陈 １７ 。 ， 河 讲 博 主 ＰＰ 无 ｂｃｅ ＠ ｃｔｅｕ ｃ ） 许
（ ９ １ ）， 教授 ， １７ 一 男， 博士， 主要研究方向为网络流量分析、 图像识别和处理 ； 胡金龙 （９ ７ ） 男， 师， １７ ． ， 讲 博士 ， 主要研 究方向为网络监控和管理．
Ｃ ＨＥ ｏ ｇ ｎ Ｎ Ｂａ — ａ ｇ ，ＸＵ ｎ ２ ＨＵ Ｊｎｌｎ ２ Ｙｏ ｇ ｉ— ｇ ｏ
，
（ ．Ｃ ｌｇ ｆｒ ｔｎ＆Ｍａ ａ ｅ ｅｔ ｃ ｎｅ Ｈｅａ ｇｉ ｌ ｒ ｎｖｒｔ Ｚ ｅｇｈ ｕ４ ００ Ｃ ｉａ； ．Ｃ ｍｍ ｎｃｔｎ＆Ｃ ｍ ｕｅ １ ｏｌ ｅｆＩ ｏｍａｉ ｅ ｏ ｎ ｏ ｎ ｇｍ ｎ ｉ ｃ， ｎ ｎＡ ｒ ｕ ｕｅＵ ｉ ｓｙ， ｈｎ ｚｏ ５０ ２， ｈｎ ２ ｏ ｕ ｉ ｉ Ｓｅ ｃｔ ｅｉ ａｏ ｏ ｐ ｔ ｒ
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Ⅳ
参数 估计方法 比单分布要复杂一些。Ｅ ｅｉ 和 Ｈ ｎ ｖｒｔ ｔ ａｄ提 出了使 用 Ｅ 算法来拟合混合分 布 。其 基本思 想是首 先在 给出缺 Ｍ 失数据的情况下 ， 估计模 型参数 的值 ； 再根据参 数值估 计 出缺 失数据的值。根据估计 出的缺失数据的值对参数值 进行更新 ， 如此 反复迭代 ， 直至收敛 。文献 ［ ， ］ ８ ９ 则提 出了利用 函数最小 化方法来计算混合 分布的参数 ， 这种方法 比 Ｅ Ｍ算法更 快也更 稳定 。本 文使用 函数最小化方法来计算混 合分 布的参数 。
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这种 性质 ， 用统 计方 法研 究 了 Ｍ ｚ 利 ａｅ系统 用户行 为特 性 分布 模 型及 特 点 。结 论表 明， 户上 传 流量 和 下 载流 用
量、 上传 带宽和 下载 带宽可 以使 用对数 正态混合 分布 来描 述 ， 跃 时间和 传 输 时间 可 以使 用对数 正 态分 布 来拟 活 合， 而请 求 次数和被 请 求次数 可 以使 用指 数分布 和 Ｐ ｒｔ ａｅ ｏ分布 的混合 分布 来表 达 。 关键 词 ：Ｐ Ｐ文件 共 享 系统 ； ｚ ； 为特性 ； 型 ；混合 分布 ２ Ｍａｅ 行 模 中图分 类号 ：Ｔ ３ ３ ０ Ｐ ９ ．７ 文献标 志码 ：Ａ 文 章编 号 ：１０ － ６ ５ ２ １ ） ５ １４ —４ ０ １３ ９ （０ ２ ０ － ８ ２ ０
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