基于Petri网的带宽共享协议建模与验证研究

发布时间：2017-08-13 18:11

  本文关键词：基于Petri网的带宽共享协议建模与验证研究

  更多相关文章： Petri网 建模与验证 P2P网络 网络加速 带宽共享 文件传输协议 分布式系统

【摘要】：Petri网(Petri Net)是一种重要的形式化建模分析和验证工具,有别于其它建模工具,具有图形化特征和严格的数学分析双重能力。对于多数的离散异步并发系统,Petri网能够很好地进行构建分析。经过半个多世纪的成长,从原型Petri网衍生的高级Petri网[4]应用于很多领域。网络资源的下载速度和种类是衡量用户网络体验的重要指标,内网(局域网)具有网内传输速度快但资源缺乏的特点,外网(广域网)资源丰富但无法突破网络服务商提供的带宽。可将传统的网络文件传输机制分为外网和内网的文件传输,大都只能顾此失彼:外网下载资源存在部分计算机下载速度慢而同时若干计算机闲置的尴尬;内网资源相对缺乏。即使是结合内外网两种环境的传输机制(如局域网中带宽更大的服务器先从外网下载文件,普通计算机再通过传输速度更快的局域网环境从服务器中获取文件,以此来提高文件的下载速度,此方法可以称为代理加速)存在服务器端的下载瓶颈。设计一种在现有硬件环境下能够兼顾资源丰富和下载速度快两大优点的网络文件传输协议是一个值得研究的课题。针对局域网单台计算机下载外网资源速度慢的问题,本文以Petri网为系统逻辑设计工具,提出一种基于P2P(Peer to Peer)分布式结构的外网带宽共享协议。该协议指定内网多台计算机在外网下载所需文件的不同片段,再由局域网传输给任务发起者所属计算机进行原文件整合。协议充分利用多台计算机的并行下载能力以及局域网的快速传输能力,从理论层面提高了单台计算机的下行带宽。本文进一步通过基于Petri网的可达标志图,S_不变量和流程图方法对协议的逻辑正确性和行为许可性进行了验证,验证结果表明:本带宽共享协议可以保证系统是可循环运行的(即系统是不死的)以及下载资源的完整性。
【关键词】：Petri网 建模与验证 P2P网络 网络加速 带宽共享 文件传输协议 分布式系统
【学位授予单位】：西华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP301.1;TP393.04
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 1 引言7-15
• 1.1 分布式网络结构的发展及其意义7-8
• 1.2 P2P网络结构的发展及其意义8-12
• 1.3 网络加速的研究现状12-15
• 2 形式化建模工具——Petri网15-27
• 2.1 软件形式化的重要性15-17
• 2.2 Petri网的发展及研究现状17-19
• 2.3 Petri网的基本概念19-20
• 2.4 Petri网的分类20-22
• 2.5 Petri网的动态性质22-25
• 2.6 Petri网的分析方法25-27
• 3 带宽共享系统建模27-37
• 3.1 带宽共享系统总体结构27-28
• 3.2 下载资源获取器28
• 3.3 任务分配28-30
• 3.4 任务执行过程30-32
• 3.5 任务轮询分配死锁消除3.532
• 3.6 任务回收32-33
• 3.7 回收的任务重新分配33
• 3.8 完整性检测33-34
• 3.9 完整系统建模34-37
• 4 系统性质分析37-42
• 4.1 系统主体结构正确性验证37-40
• 4.1.1 可达标志图分析38-39
• 4.1.2 S_不变量分析39-40
• 4.2 校验器正确性验证40-42
• 5 总结与展望42-43
• 参考文献43-46
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果46-47
• 致谢47-48

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本文编号：668631