[发明专利]一种可扩展的通用型P2P网络模拟器的设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及P2P网络模拟技术，为一种可扩展的通用型P2P网络模拟器的设计方法，主要适用于P2P网络的模拟，也可支持其他的分布式系统模拟的设计。

背景技术

P2P网络在近几年快速发展、广泛应用，其数据流量已占据了互联网流量的主体。由于P2P网络规模巨大、动态性高，利用传统的仿真实验方法进行性能分析与评价存在构造复杂、控制困难、开销过大、通用性弱的问题，鉴于这一原因，对等网络模拟技术的研究与开发正受到越来越多的关注。

目前，虽然已有多种面向不同应用环境与不同协议的网络模拟器可供选择，但都存在通用性弱、扩展性低、可用性差的问题，无法实现多种协议与环境的统一模拟与比较。大多数研究工作利用片面的方法对其成果进行评价，造成模拟器无法对于更多的应用提供模拟环境，导致了通用性弱的问题。一部分模拟器作为研究的辅助工具进行开发，出于时间与成本的考虑，选择了简单的实现方式，使得模拟器进行新协议的模拟时，开发的代价过高，可扩展性低。同时，部分模拟器仅关注于模拟的过程，而忽略了数据收集的工作，造成使用者无法获得正确的模拟信息进行分析，导致了可用性差的问题。

目前，未见通用型的P2P网络模拟器的设计方法。

发明内容

本发明要解决的问题是：目前没有通用型的P2P网络模拟器设计方法，存在通用性弱、扩展性低、可用性差的问题，无法实现多种协议与环境的统一模拟与比较。

本发明的技术方案是：一种可扩展的通用型P2P网络模拟器的设计方法，包括以下步骤：

(1)应用面向对象、多层系统结构、离散时间模拟、事件模拟与数据流模拟技术构建P2P网络多层次结构；

(2)搭建多层事件队列模型，为多层结构中的每一层提供独立的事件容器，并以最小堆的方式实现；

(3)搭建多状态自描述模型，将系统抽象为对象以提供统一的声明与响应接口；

(4)面向事件设计，将所有系统行为与状态抽象为对象进行统一的处理；

首先由步骤(1)综合使用面向对象、多层系统结构、离散时间模拟、事件模拟与数据流模拟技术，为P2P网络的模拟定义技术框架，构成P2P网络的多层次结构模型；然后由步骤(2)为多层次结构中的每一层提供独立的事件容器，该容器以最小堆的方式实现，通过重复轮询的方法，保证事件因果性在离散时间模拟中的正确处理；再由步骤(3)对于系统状态提供对象层次的抽象，通过将状态抽象为对象的过程，使得单一系统可以利用事件容器容纳多状态对象的方式来模拟真实系统中多状态并存，对于阻塞式状态，需要提供独立的状态对象容器进行处理；最后步骤(4)综合利用步骤(2)与步骤(3)的方法，将系统的所有行为与状态抽象为对象，利用面向对象中的继承方法，为所有对象提供统一的处理接口，保证事件处理的一致性，所有的事件特征被封装在指定的事件接口内，并为后续事件的添加提供便利的接口。

本发明在模拟器的实现中，对路由层、网络层、拓扑层分别设计独立的事件队列用以容纳相应层内的事件，并分别抽象出路由事件、网络事件与拓扑事件的公共接口以配合事件容器进行合作。

本发明通过统一系统行为抽象的方法，为P2P协议在模拟器中的实现提供统一的抽象过程，简化真实协议的模拟实现开销，与现有技术相比，其显著优点有：可以完全模拟真实P2P网络系统的行为特征，并为模拟器提供了优秀的可扩展性、可用性与通用性。

附图说明

图1是多层事件队列模型的示意图。

图2是P2P网络节点运行时的状态转换示意图。

具体实施方式

本发明综合使用面向对象、多层系统结构、离散时间模拟、事件模拟与数据流模拟技术，为P2P网络的模拟定义技术框架，构成P2P网络的多层次结构模型；然后为多层结构中的每一层提供独立的事件容器；再用多状态自描述模型对系统状态提供对象层次的抽象，使得单一系统可以利用事件容器容纳多状态对象的方式来模拟真实系统中多状态并存，对于阻塞式状态，需要提供独立的状态对象容器进行处理；本发明还将系统的所有行为与状态抽象为对象，利用面向对象中的继承方法，为所有对象提供统一的处理接口，保证事件处理的一致性，所有的事件特征被封装在指定的事件接口内，并为后续事件的添加提供便利的接口。

本发明P2P网络模拟器设计方法的的核心为多层事件队列模型和多状态自描述模型，下面做具体说明。

(1)多层事件队列模型