基于对等网络的分布式Pi演算研究

发布时间：2017-04-01 13:08

  本文关键词：基于对等网络的分布式Pi演算研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,随着网络规模的急剧增加,集中式处理模式的中央系统负载过大,信息流拥堵,单点失效易造成网络瘫痪,而分布式技术正以它较高的可靠性和分流的优势,逐步取代传统的集中式处理模式,成为当今信息技术领域的研究热点。分布式网络系统的本质是解决资源的管理问题,包括如何对资源进行存储和访问,所以对于分布式系统的底层计算模型的研究,需要重点考虑资源的表示形式。Pi演算是一种具有代数性质的进程演算,用于各个领域系统模型的形式化分析和描述。Pi演算中名字的概念可以直观地表示分布式系统中的资源,并且结合Pi演算的移动性特点,能够描述动态变化的网络拓扑结构,然而,基础Pi演算在对具体的实例建模时,由于其缺少对控制结构和复杂数据类型的直接描述,甚至有时会用到高阶Pi演算,造成所建立的模型十分复杂。因此,人们对Pi演算进行改进,用来适应不同领域模型的形式化分析。本文通过对分布式对等网络系统,Pi演算及其变体DPi演算的研究,提出了一种更接近真实网络拓扑的演算——NPi演算,该演算能够描述分布式网络系统,具有一定的实际应用能力。具体工作如下:1.对基础Pi演算进行扩展,提出了更接近于真实分布式网络拓扑的NPi演算,给出了该演算的语法语义,结构同余,以及规约规则,并根据新定义的标签迁移系统,给出了扩展的新演算的互模拟分析和证明。2.利用NPi演算对P2P网络模型——Pastry和简单的DHT进行建模分析,验证NPi演算的表达能力。3.利用Pict语言对之前形式化描述的模型编程实现,验证了NPi演算建立的模型的正确性。4.在Linux环境下,给出基于NPi演算描述的P2P模型的Pict语言实现,同C语言实现的多组对比实验,从real time,sys time,user time三个角度进行效率对比,说明Pict语言对分布式网络模型实现效率的优越性。结合本文工作,可以得出:基于分布式网络的底层模型,NPi演算和Pict语言分别具有较强的表达能力和较高的实现效率,这为Pi演算在分布式系统底层模型的研究提供实验依据。
【关键词】：NPi演算 分布式技术 对等网络 Pict语言
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP393.02
【目录】：

• 摘要4-6
• abstract6-11
• 第1章 引言11-19
• 1.1 研究背景11-16
• 1.1.1 分布式技术研究现状11-12
• 1.1.2 对等网络现状12-15
• 1.1.3 基于DHT的网络模型研究现状15-16
• 1.2 研究意义16-17
• 1.3 本文主要工作17
• 1.4 论文组织结构17-19
• 第2章 Pi演算及其相关理论19-25
• 2.1 Pi演算基础知识19-23
• 2.1.1 基本定义19-21
• 2.1.2 操作语义及反应规则21-22
• 2.1.3 Pi演算的通信表达能力22-23
• 2.2 Pi演算及其变体的应用23
• 2.3 本章小结23-25
• 第3章 新型分布式NPi演算及其互模拟分析25-35
• 3.1 NPi演算基础知识25-29
• 3.1.1 扩展算子25-27
• 3.1.2 可观察动作27-29
• 3.2 语法语义29-30
• 3.3 结构同余30-32
• 3.4 迁移规则32
• 3.5 新标号迁移系统32-33
• 3.6 互模拟分析33-34
• 3.7 本章小结34-35
• 第4章 基于NPi演算的对等网络建模35-50
• 4.1 Pastry网络模型35-37
• 4.1.1 拓扑结构35-36
• 4.1.2 组网方式36-37
• 4.2 Pastry数据结构表示方式37-43
• 4.2.1 节点元素38
• 4.2.2 路由表模型38-40
• 4.2.3 叶子节点集模型40-43
• 4.3 Pastry建模过程43-46
• 4.3.1 节点加入43-46
• 4.3.2 路由服务46
• 4.4 DHT建模46-49
• 4.5 本章小结49-50
• 第5章 基于Pict语言的模型实现50-62
• 5.1 Pict语言介绍50-51
• 5.1.1 Pict基本结构50-51
• 5.1.2 Pi演算与Pict语言的对应51
• 5.2 模型的实现51-56
• 5.2.1 Pict程序实现过程52-55
• 5.2.2 C程序实现过程55-56
• 5.3 实验结果及对比56-60
• 5.4 实验对比结论60-61
• 5.5 本章小结61-62
• 第6章 结语和展望62-64
• 6.1 本文工作总结62-63
• 6.2 未来工作展望63-64
• 参考文献64-67
• 作者简介及在学期间所取得的科研成果67-68
• 致谢68

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