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计算机科学 2009年第02期杂志 文档列表

计算机科学杂志计算机网络与信息技术

P2P异步传输点播系统设计与仿真55-58

摘要：互联网上大规模Peer-to-Peer（P2P）点播服务存在高效资源调度和不可预知用户行为等挑战。借鉴BitTorrent（BT）算法原理，提出基于异步传输的P2P点播系统。该系统采用集中式节点定位以及非结构化拓扑，通过异步传输机制提升文件资源共享度和利用率，并引入视频数据块的优先级和稀有程度改进系统播放连续度。数据包及仿真实验表明本系统在播放连续度、启动时延以及服务器压力等性能指标上的良好性能，充分验证了点播系统中异步传输机制的可行性。

控速令牌降低P2P网络维护开销59-61

摘要：针对环形P2P网络中节点的维护消息数量随邻居节点数量线性增加和传统P2P网络令牌机制无法控制令牌数量的问题，提出了利用控速令牌维护环形P2P网络的方法。令牌以消息的形式在环形P2P网络中传递，令牌将途中经过的节点信息加入其中，其它节点利用令牌中的信息维持网络结构，并使用控速参数减少网络中的令牌数量。仿真结果表明，控速参数能够有效地降低P2P网络的令牌数量；随着网络规模的增大，节点平均维护开销维持不变。

P2P网络中避免集散节点形成的控制模型62-65

摘要：P2P网络中集散节点的存在会导致整个系统的抗协同攻击能力大大降低，增加网络的脆弱性。对目前P2P网络中集散节点现象进行了研究，阐述了对集散节点进行层次化处理的控制思想，提出了一种全新的通过控制P2P网络的逻辑拓扑结构来避免集散节点形成的思路，给出了控制模型以及实现控制模型的具体算法，并对算法进行了复杂度分析，最后通过仿真证明了本控制模型能有效控制网络中集散节点的形成，所以本控制模型能提高P2P网络抗协同攻击的能力，增强网络的健壮性，从而达到保障P2P网络可持续健康发展的目的。

基于自聚簇的三层结构P2P网络模型66-69

摘要：在传统的两层混合式P2P结构中，超级节点不仅要负责管理查询消息路由，而且还要对节点文件进行管理，这样很容易使超级节点的网络负载过大。同时，超级节点的简单指定方式容易引起虚拟拓扑网络与实际物理网络不匹配，更不能利用节点的兴趣局部性。针对传统两层混合式P2P模型的不足，提出了新的三层结构P2P网络模型。这种模型将超级节点的文件管理和消息路由功能分别交给两种不同的专属节点来处理，同时考虑节点的实际物理位置，并采用基于节点属性特征的自组织管理机制使节点自聚成簇，自适应地改进自身的搜索性能。实验结果表明，三层结构P2P模型能更有效地进行资源组织，提供高效的资源搜索。

TARSB：一种基于相对搜索介数的P2P拓扑演化策略70-74

摘要：近几年来，对等网络（P2P networks）得到了很好的发展，然而其巨大的网络开销也逐渐成为阻碍其进一步推广的主要问题。在其最重要的应用领域——P2P文件共享系统中，早期的系统往往基于一种单一的拓扑结构，忽略了成员之间的差异对网络本身的影响，使得其理想的结构与实际网络之间存在很大差距，难以达到预期的搜索效率。针对P2P文件共享系统进行研究，提出了相对搜索介数（Relative Search Betweenness）来刻画各种异构性对搜索过程的综合影响，并设计了一种基于相对搜索介数的拓扑演化策略：TARSB。该策略通过动态自适应地调整覆盖网络结构来平滑各结点在搜索性能上的差异，从而达到提高网络整体搜索性能的效果。实验表明，TARSB策略在保证搜索命中率的情况下，大大降低了搜索报文的数量，并使网络自主演化成一种更加稳定和高效的拓扑结构。

一种增强的ON／OFF瞬时流量模型及其仿真75-77

摘要：在传统ON／OFF流量模型基础上，通过修改恒定速率假设为随机速率以及增加突发到达分布条件，新提出了一种增强的ON／OFF流量模型，克服了传统ON／0FF模型不能描述流量随时间动态分布的缺点。给出了任意时刻模型的流量分布式和均值表达式，并对泊松到达的突发推导出了便于计算的公式，仿真表明结果正确。

一种基于动态S-盒P-盒的快速分组密码算法——DSP78-81

摘要：密钥相关加密结构作为一种较安全的密码结构受到密码工作者的广泛关注，然而现有该类算法的安全缺陷和十分复杂的算法初始化过程，严重地限制了算法的使用。因此，提出一种基于密钥相关Feistel结构的快速分组加密算法，算法通过结合密钥相关的动态S-盒和密钥相关动态P-盒两种基本密码组件，设计一种更加安全的Feistel轮加密结构，可以使算法在较少的轮数内达到安全。同时，该算法通过采用快速置乱算法生成S-盒、P-盒，改进了现有该类算法子密钥生成算法效率极低的缺点。为了得到更好的兼容性，算法仅选用基于字节的密码操作，使得算法广泛适用现有的大多数处理器。算法的最大特点就是使用了密钥相关的动态S-盒（DS）和动态P-盒（DP），因此该密码结构命名为DSP结构，该算法为DSP分组密码算法。分别用C和Java在不同PentiumPC上实现了该算法；实验结果表明，该算法有着较好的加密解密效率，以及相对快速的算法初始化过程。

基于双层预测机制的传感器网络目标跟踪算法82-84

摘要：针对层次型传感器网络的目标跟踪问题，提出了一种基于双层预测机制的目标跟踪算法，由传感器节点执行Bayes估计算法进行目标位置的预测与更新（微观预测）；由簇头进行基于曲线运动方程的目标位置预测（宏观预测），并用预测结果对传感器节点所得到的目标位置进行更新，提高了目标位置计算精度。仿真结果表明，算法具有较好的跟踪精度和能量效率。

一种基于抖动约束的整形算法85-89

摘要：通过分析传统的通信量整形算法中由数据缓冲引入的延迟抖动问题，提出了一种基于抖动约束的通信量整形算法。在整形过程中，延迟是由数据缓冲的充满程度和令牌输出速率决定的。通过在线检测数据缓冲的充满程度和令牌的输出速率，计算出数据包的延迟和延迟抖动，然后根据延迟抖动约束动态调整整形器的参数，使数据分组在整形过程中经历的延迟抖动保持在约束范围之内。实验结果表明，该算法不仅可以平滑突发数据流，而且可以有效地降低由数据缓冲造成的延迟抖动。

基于半监督聚类的Web流量分类90-94

摘要：提出了一种基于半监督学习的方法对Web流量进行聚类分析，使用隐马尔可夫模型对用户流量进行描述和聚类分析。该方法通过对少量数据进行人工标识，利用已标识数据对无监督聚类结果进行调整，以得到与人工分类匹配的聚类结果。使用真实的Web流量对提出的方法进行验证，实验结果表明该方法能有效地对web流量进行分类，并得到相应的描述模型。

一种基于非功能属性决策的可信Web服务发现模型95-98

摘要：Web服务注册中心为服务请求者寻找Web服务带来方便，但由于其缺少对服务非功能信息的支持，无法很好满足用户需求，最终导致服务发现可信程度不高。首先对Web服务质量、服务信誉等非功能属性进行分析，通过服务行为观测机制获取较客观的属性指标数据，利用多属性决策方法，提出一种可信的Web服务发现模型。模型能帮助服务请求者发现最优的、可信的服务。最后通过一个应用实例验证了模型的有效性。

一种基于端系统竞价博弈的网络资源分配模型99-102

摘要：随着网络流量以指数形式急剧增长，各种应用对网络资源的需求随之增加，特别是需要严格QoS保证的实时网络多媒体应用要求更多的网络资源。资源分配是QoS分配的最终实现，QoS分配目的是为了进行合理的资源分配，因而有效的资源分配十分重要。在描述资源分配问题的基础上，对资源分配博弈进行了深入研究，提出了能够反映供求关系的基于竞价的网络资源定价机制，并设计了端系统的效用函数，论证了资源分配博弈中Nash均衡点的存在性和唯一性以及实现Nash均衡解端系统的竞价策略。最后，为完善上述资源分配博弈模型，对该模型中的资源价格和相同竞价问题进行进一步讨论。该研究为基于竞价的资源分配算法的设计提供了理论上的支持。

普适计算环境下信任管理模型的研究103-106

摘要：普适计算环境下，各种资源、设备、应用以及环境均是高度动态变化的，因此如何衡量实体间的信任关系成为了一个十分重要的问题。传统的安全和认证方法基于可信第三方，而在动态的普适计算环境下，可信第三方的设置是不现实的，也是不可行的。基于以上问题，提出了一个新的普适计算信任管理模型，该模型集成了信誉和风险分析机制，考虑了多种相关因素，可以有效建立和度量各实体间的信任关系。相关仿真结果证明，该模型是行之有效的。

MANET接入Internet模型的设计与仿真实现107-110

摘要：在MANET接入Internet网络中，静态网关提供接入的范围有限，动态网关提供接入的性能不稳定，因此提出动态网关和静态网关协作的MANET接入Internet模型。在此基础上，设计了一种基于该模型的负载均衡路由算法。仿真结果表明，该模型可以提供比较稳定的MANET接入Internet性能，负载均衡算法能够有效提高分组投递率，降低平均传输延迟，减少路由开销以及改善MANET接入Internet网络的整体性能。

基于公开可验证秘密分享的公平合同签署协议111-113

摘要：通过引入n个离线半可信第三方提出一种新的公平合同签署协议。该协议利用公开可验证秘密分享（PVSs）原理，不仅实现了签名者隐私的保护，还有效地降低了签名者中的一方与离线半可信第三方合谋来获取另一方签名的概率，从而使得合同签署协议具有更好的公平性。另外，本协议还通过利用多重签名技术，使签名者最终获得同时包含双方签名的合同，这是传统纸质合同的显著特点，因此提出的协议具有一定的实用性。

一种基于语义的安全协议形式化模型114-118

摘要：在分析实际网络环境中安全协议的运行特点之后，提出了安全协议建模分析的两点基本假设。在此基础上，提出了一种基于语义的安全协议形式化模型，具体包括基于角色事件的协议静态描述模型和基于运行状态的协议动态执行模型，给出了模型的基本语法及形式语义，明确了模型推理过程中涉及到的一些关键性概念，并以简化的NSL协议为例进行了说明，为实现自动化验证打下了必要的基础。

Kerberos协议版本的分析与比较119-121

摘要：Kerberos协议是由MTT开发出来的、广泛地用于对用户及网络连接进行安全认证服务的一种安全验证机制。基于共享密钥的方式，Kerberos协议保障了在不安全网络上进行服务会话的保密性和完整性。详细介绍了基于传统的保密性而建立起来的Kerberos协议版本4的基本原理，描述了Kerberos协议版本4的认证结构，指出了其不足之处。最后系统地阐述了版本5的消息交换过程和相关改进。

FERED：公平性增强的RED算法122-124

摘要：当前大多数AQM机制的实现算法都更多地强调了算法的效率和稳定性而忽视了公平性。已有研究表明，TCP的RTT不公平性问题和多拥塞链路环境下的不公平性问题广泛存在于众多的著名AQM实现算法中，比如RED，REM，PI和AVQ等。虽然FRED和Balanced RED可以解决这些不公平性问题，但它们的实现都需要在路由器上保留每流状态信息，算法可扩展性存在问题。在实际网络测量试验结果的基础上，提出了利用IP数据报头中的TTL字段信息来增强公平性的思路，并据此对RED算法进行了扩展，实现了一个公平性增强的RED算法（FERED）。NS2仿真试验结果显示FERED可以显著增强公平性，同时保留了RED算法可以很好地控制队列长度的优点，而且FERED实现简单，无需在路由器保留每流状态信息。