【摘 要】
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在当今互联网,P2P作为一种内容分发与共享业务占有显著流量比例,能耗问题成为热门问题。在过去20年来,每天都有大量的用户通过P2P业务进行文件的上传和下载,占据整个互联网流量的40%-73%。在P2P业务流量占绝对统治地位的互联网中,能耗问题逐渐成为互联网快速发展的重要阻碍。本课题对目前比较热门的内容分发与共享业务研究进行了分析,大多研究只关注节能而忽略了可靠性。因此需要以兼顾网络部分性能指标和节
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在当今互联网,P2P作为一种内容分发与共享业务占有显著流量比例,能耗问题成为热门问题。在过去20年来,每天都有大量的用户通过P2P业务进行文件的上传和下载,占据整个互联网流量的40%-73%。在P2P业务流量占绝对统治地位的互联网中,能耗问题逐渐成为互联网快速发展的重要阻碍。本课题对目前比较热门的内容分发与共享业务研究进行了分析,大多研究只关注节能而忽略了可靠性。因此需要以兼顾网络部分性能指标和节能这两方面进行优化,我们通过加入可调因子建立了功耗与性能可调的优化模型ACTE-FD(Adjustable and Controllable Traffic Engineering File Distribution)。该模型通过对网络中流量尽量汇聚还是均匀来调控网络的节能性和可靠性。基于该模型,本文给出了一套基于对偶分解和次梯度投影的并行计算方法,对一定规模网络节点能够快速求解,但对于2000节点以上求解时间将达到小时级别。因此在此算法的基础上,通过引入GPU来加快计算速度和偏转次梯度投影来减少迭代次数,即使问题规模达到近万个节点也能够较快解出。最后针对求解出来的流量分配情况和具体的网络拓扑给出了一套基于BT协议的部署方案。本文最后对ACTE-FD进行了实验设计以验证模型的性能。结果表明,在节能性和可靠性方面,通过对可调因子进行调节,在追求网络节能情况下,网络能耗降低了 47.09%,与国外同类研究ECFD相比,功耗比其低10.8%左右;在追求网络可靠性情况下,网络的可靠性提高了58.18%。在引入GPU之后,计算效率显著提高,比CPU并行求解方法的计算时间降低了95%;在引入偏转次梯度算法后,算法时间比标准次梯度算法降低了近5 0%。
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