P2P网络中基于网络演化博弈论的节点合作激励机制及其有效性研究

发布时间：2018-02-26 00:22

本文关键词： 激励机制节点合作自治网络网络演化博弈　出处：《大连理工大学》2015年博士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：近年来,P2P网络在文件和流媒体共享服务等方面得到了广泛的应用。由于节点的自治性,网络中资源的共享主要依靠节点的自愿行为,因此,P2P网络的性能依赖于节点间的合作行为。由于提供资源共享会为节点带来花费,而理性节点加入网络是为了能够最大化自己的利益,因此网络中会存在大量自私节点的搭便车行为。节点的搭便车行为已经成为影响网络性能的主要因素,所以激励机制作为抑制自治网络中用户自私行为的主要方法之一,近年来得到了广泛的关注。由于博弈论能够很好地刻画节点个体利益与网络整体利益之间的不一致性,所以其在节点合作激励机制的研究中得到了越来越广泛的应用。本文对已有激励机制和机制有效性研究工作进行了总结,在此基础上,对P2P网络节点合作激励机制设计和机制有效性分析两个问题进行了深入研究,提出了基于节点交易意愿调整的合作激励机制,以及基于网络演化博弈论的P2P文件和媒体共享网络激励机制有效性分析框架,主要研究工作包括以下几个方面：1.提出了基于节点交易意愿调整的合作激励机制。由于现有激励机制通常没有考虑节点自身的交易意愿,而是采用基于节点历史交易信息的互惠机制,这种机制会导致交易信息的存储和处理花费。因此,本文考虑到节点自身的交易意愿以及策略学习行为对节点交易意愿的影响,提出了“胜利者乐观,失败者谨慎”的交易意愿调整规则。本文使用网络演化博弈论对机制的有效性进行了检验,仿真结果和相关分析表明,本文所提出的节点交易意愿调整机制,能够在多种场景下有效促进节点间的资源共享合作行为,并且当节点的交易意愿调整敏感度较高时,节点间的合作行为能够得到更好的保证。2.提出了P2P文件共享网络互惠激励机制有效性分析框架。针对现有的分析框架中未考虑节点交易关系对激励机制有效性的影响,本文使用节点交易覆盖网来对节点间的交易关系进行建模；除了考虑节点不理性行为外,本文还考虑了节点离开并重新加入网络的行为对激励机制有效性的影响；本文既研究了节点服务价值均匀分布的情况,又研究了节点服务价值不均匀分布的情况下激励机制的有效性；本文还使用慷慨度激励机制对框架的有效性进行了检验,仿真结果和相关分析表明该框架能够给出激励机制的有效条件和解释机制能够促进节点间合作的原因。3.提出了多人非对称媒体流共享博弈模型和P2P媒体共享网络激励机制有效性分析框架。在P2P媒体共享网络激励机制有效性的研究中,经常考虑两种场景：一种是节点可以自主选择共享带宽的分配策略；另外一种是节点的共享带宽分配固定采用某种分配机制。本文针对这两种场景,分别提出了对互惠激励机制有效性进行分析的框架。本文使用比例带宽分配激励机制对提出框架的有效性进行了检验,仿真结果和相关分析表明本文所提出的两种框架能够给出激励机制的有效条件和解释机制对节点合作行为促进的原因。
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【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP393.02;O225

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