一种用于网络教育P2P通讯模型探讨与实现

基于互联网的P2P(Peer-to-Peer)技术又称为对等网技术,是一种网络体系结构,是在系统各成员之间直接进行交换来共享计算机资源和服务的一种应用模式。P2P网络有中心化P2P、结构化P2P和非结构化P2P这三种结构,目前应用在文件共享、对等计算、搜索引擎、协同工作、即时通讯等领域。本课题以P2P技术为基础构建了一个多媒体即时通讯平台,并将该平台作为一个网络互动教学服务系统的通讯支撑环境。网络互动教育系统是一个将学校教育、社会教育和家庭教育相结合的教学交流环境,是现实学校的扩展和延伸。通讯模型采用混合式P2P结构。服务器本身不存放任何资源,它只是帮助节点之间建立P2P虚拟通道,节点之间的通讯不通过服务器中转。NCM分为通讯层、协议层、处理层和数据层四个层次模块。通讯层采用IO完成端口模型提高系统的并发性,并且使用Winsock扩展提高通讯性能。采用了“UDP打洞技术”之后,在服务器的帮助下,处于不同局域网的用户之间也可以P2P通讯。模型使用了“超时重传”机制给UDP协议增加可靠性。在协议分析层,引入了设计模式提高代码的复用性,并且使代码的维护和扩展变得很轻易。处理层使用了线程池和内存池提高性能。由于TCP和UDP协议对信息进行的是明文传播,为保证信息传输中的安全性,我们将对称加密和非对称加密相结合,采用RSA算法加密DES算法的密钥,DES算法加密通讯信息,提高了系统的通讯安全性。经过测试,NCM完全能满足网络教育系统的需要,基于该平台构建的网络互动教育系统(“方达即时通互动教育平台”)正在推广应用中。该平台还可广泛用于OA或其他行业应用中。【关键词】：网络教育P2P通讯模型
【论文提纲】：摘要4-6ABSTRACT6-8目录8-121引言12-191.1课题背景12-161.1.1网络教育现状121.1.2现有产品的形式和特点12-141.1.2P技术14-161.2课题的意义和内容16-171.2.1课题目的和意义16-171.2.2课题内容171.3论文结构安排17-192P2P技术基本原理19-262.1P2P技术简介19-202.1.1P2P定义192.1.2P2P技术的特征19-202.2P2P网络结构20-222.2.1中心化P2P202.2.2非结构化P2P20-212.2.3结构化P2P21-222.2P与C/S、B/S的比较22-262.3.1C/S结构的特点22-242.3.2B/S结构的特点242.3.3综合比较24-263网络教育系统概述26-284NCM的总体设计28-364.1设计原则28-294.1.1可靠性原则284.1.2高效率原则28-294.1.3瘦服务器原则294.2NCM网络拓扑结构29-314.3NCM的层次结构31-324.4节点通讯策略32-364.4.1节点的关系模式32-344.4.2索引服务器344.4.2P定位和通讯过程34-365NCM的实现36-645.1通讯层的实现36-535.1.1网络通讯基本原理36-395.1.2高性能服务器研究39-465.1.3穿越NAT[26]46-505.1.4给UDP增加可靠性50-535.2协议层的实现53-575.2.1面向对象实现53-545.2.2设计模式54-555.2.3实现细节55-575.3处理层的实现57-625.3.1线程同步与互斥575.3.2线程池57-585.3.3内存池58-625.4数据层的实现625.5DHT设计和实现62-646信息加密64-676.1加密的必要性646.2加密算法的选择64-666.3加密过程66-677NCM测试67-697.1测试目标677.2测试环境677.3测试流程67-687.4测试结果68-698结论69-718.1结束语698.2展望69-71参考文献71-74在学研究成果74-75致谢75