ВВЕДЕНИЕ 5
Глава 1 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ Р2Р-СИСТЕМ 7
1.1 Архитектура P2P-систем 7
1.2 Математические модели P2P-систем 11
1.2.1 Математическая модель распространения файла в пиринговой
файлообменной сети 11
1.2.2 Модель сети Gnutella 12
1.2.3 Математическая модель системы кабельного вещания IPTV 16
Глава 2 КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ Р2Р- СИСТЕМ 23
2.1 Универсальная среда для симуляции SimGrid 25
2.2 Симулятор PeerSim 27
2.3 Симулятор NeuroGrid 29
Глава 3 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ Р2Р-СИМУЛЯТОРОВ ДЛЯ СОЗДАНИЯ
КОМПЬЮТЕРНЫХ СИМУЛЯЦИЙ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ Р2Р-СИСТЕМ .. 33
3.1 Имитационное моделирование сети Chord на симуляторе PeerSim 33
3.2 Имитационное моделирование сети Gnutella на симуляторе NeuroGrid 37
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 41
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 42
ПРИЛОЖЕНИЕ А Код реализации класса ChordInitializer (Java) 45
ПРИЛОЖЕНИЕ Б Код интерфейса MessageHandler (Java) 49
Одноранговые «Peer-to-Peer» (P2P) системы являются формой распределенных вычислений, направленных на самоорганизацию, децентрализацию и автономию участвующих узлов (пиров).
Самоорганизация, автономность и децентрализация позволяют создавать высоко адаптивные, надежные и масштабируемые сети, что делает P2P все более интересным способом проектирования распределенных систем.
Однако, как показывает практика, при разработке приложения распределенной Р2Р-системы могут возникнуть проблемы из-за сложного и плохого понимания взаимозависимостей между пользователями, приложением, протоколом и физической сетью.
Кроме того, собственная топология P2P и базовая топология сети могут значительно влиять на поведение Р2Р-системы.
Для решения данной проблемы необходимо на начальном этапе проектирования исследовать особенности конкретной Р2Р-системы с помощью математической и компьютерной моделей ее симуляции [7].
Таким образом, актуальность бакалаврской работы обусловлена необходимостью математического и компьютерного моделирования распределенных P2P-систем.
Объектом исследования бакалаврской работы являются распределенные P2P-системы.
Предмет исследования бакалаврской работы - математические и компьютерные модели симуляций распределенных P2P-систем.
Целью бакалаврской работы является анализ и практическое применение методов математического и компьютерного моделирования распределенных P2P-систем.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
- проанализировать научную и учебно-методическую литературу по теме бакалаврской работы;
- проанализировать математические методы моделирования
распределенных Г2?-систем;
- проанализировать методы компьютерного моделирования
распределенных Г2?-систем;
- произвести анализ и представить примеры применения программных средств имитационного моделирования распределенных P2P-систем.
Методы исследования: методы математического и компьютерного моделирования распределенных P2P-систем.
Практическая значимость бакалаврской работы заключается в практическом применении программных средств имитационного моделирования распределенных P2P-систем.
В первой главе представлен анализ методов математического моделирования распределенных Р2Р-систем.
Вторая глава посвящена компьютерному моделированию распределенных Р2Р-систем.
В третьей главе представлены примеры применения современных P2P- симуляторов для создания имитационных моделей распределенных P2P- систем.
В заключении подводятся итоги исследования, формируются окончательные выводы по изучаемой тематике.
Бакалаврская работа состоит из 48 страниц и включает 34 рисунка, 3 таблицы, 25 источников.
Представленная бакалаврская работа посвящена актуальной проблеме анализа и практического применения методов математического и компьютерного моделирования распределенных P2P-систем.
В ходе выполнения бакалаврской работы достигнуты следующие результаты.
1. Проанализирована научная и учебно-методическая литература по исследуемой проблеме.
2. Проанализированы математические методы моделирования распределенных P2P-систем. Как показал анализ, наиболее распространенными математическими моделями P2P-систем являются модели на графах, описывающих состояние системы. В основу моделей структурированных Р2Р-систем положена концепция распределенной хеш- таблицы.
3. Проанализированы методы компьютерного моделирования распределенных P2P-систем. Как показал анализ, для проведения вычислительных экспериментов с распределенными P2P-системами используются имитационные модели данных систем, реализованные с помощью Р2Р-симуляторов.
4. Произведен анализ и представлены примеры применения программных средств имитационного моделирования распределенных P2P- систем. Представленные примеры подтверждают широкие возможности доступных P2P-стимуляторов PeerSim и NeuroGrid для создания имитационных моделей популярных Р2Р-систем.
Результаты бакалаврской работы могут быть рекомендованы для решения задач математического и компьютерного моделирования распределенных P2P-систем.
1. ГОСТ 34.936-91 Информационная технология. Локальные вычислительные сети. Определение услуг уровня управления доступом к среде.
2. ГОСТ Р 57412-2017 Компьютерные модели в процессах разработки, производства и эксплуатации изделий. Общие положения.
Научная и методическая литература
3. Кононова А. И. Динамическая модель процессов информационных обменов в пиринговой сети / А.И. Кононова // Моделирование и анализ информационных систем. -2018. -Т. 25. - № 4. -С. 421-434.
4. Ощепков М.Ю. Математическое моделирование пиринговых сетей / М.Ю. Ощепков, Е.О. Поповская // Наука и мир. -2014. -Т.1. - №3(7). -С. 195-197.
5. Самарский А.А. Математическое моделирование: Идеи. Методы. Примеры / А.А. Самарский, Михайлов А.П. - М.: Физматлит, 2001. - 320 с.
6. Феоктистов А. Г. Инструментальные средства имитационного
моделирования предметно-ориентированных распределенных
вычислительных систем / А. Г. Феоктистов, А. С. Корсуков, Ю. А. Дядькин // Системы управления, связи и безопасности. -2016. - №4. - С.30-49.
Электронные ресурсы
7. Замятина О. М. Моделирование сетей [Электронный ресурс] :
учебное пособие / О. М. Замятина. — Томск : Томский политехнический университет, 2012. — 160 с. — Режим доступа:
http://www.iprbookshop.ru/34683.html(дата обращения 23.04.2019).
8. Одноранговая сеть [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9E%D0%B4%D0%BD%D0%BE%D1%80%D0%B0%D0%BD%D0%B3%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D 1 %8F_%D 1 %81 %D0%B5%D1%82%D1%8C (дата обращения 23.04.2019).
9. Симулятор NeuroGrid [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://sourceforge.net/projects/neurogrid/(дата обращения 23.04.2019).
10. Симулятор PeerSim [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://peersim.sourceforge.net(дата обращения 23.04.2019).
11. Универсальная среда для симуляции SimGrid [Электронный ресурс]. - Режим доступа:https://simgrid.org/ (дата обращения 23.04.2019).
12. Черняева С. Н. Имитационное моделирование систем [Электронный
ресурс] : учебное пособие / С. Н. Черняева, В. В. Денисенко ; под ред. Л. А. Коробова. — Воронеж : Воронежский государственный университет инженерных технологий, 2016. — 96 c. — Режим доступа:
http://www.iprbookshop.ru/50630.html(дата обращения 23.04.2019).
13. An implementation of the Chord protocol for Peersim [Электронный ресурс]. - Режим доступа:http://peersim.sourceforge.net/#download(дата обращения 23.04.2019).
14. Gartner research and advisory company [Электронный ресурс]. - Режим доступа:https://www.gartner.com/en (дата обращения 23.04.2019).
15. P2P Simulation and Reality. Application Technology Workshop
[Электронный ресурс]. - Режим доступа:
https://apan. net/meetings/.../p2pgrid/SamJoseph-P2P-SimulationAndReality.ppt (дата обращения 23.04.2019).
16. Peer-to-Peer Architecture [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.techopedia.com/definition/454/peer-to-peer-architecture-p2p-architecture (дата обращения 23.04.2019).
17. Structured P2P Networks [Электронный ресурс]. - Режим доступа:
inst.eecs.berkeley.edu/~cs268/sp03/notes/Lecture22.pdf (дата обращения
23.04.2019).
Литература на иностранном языке
18. Brown A., Kolberg M. Tools for Peer to Peer Network Simulation, IRTF P2pRG, 2006.
19. Chen Y-F. and others. When is P2P Technology Beneficial for IPTV Services? Proc. of ACM NOSSDA, 2007.
20. Dragoni N. Introduction to P2P Computing, Embedded Systems Engineering DTU Compute, 2014.
21. Ebrahim M. and others. Peer-to-Peer Network Simulators: an Analytical Review, Asian Journal of Engineering Science and Technology AJEST, Vol. 2(1), 2012.
22. Joseph S. An Extendible Open Source P2P Simulator, P2P Journal, November, 2003.
23. Mahanta A. and Theeramunkong T. A Comparative Simulation Analysis of P2P System Architectures. The 4th International Symposium on Parallel and Distributed Computing (ISPDC'05), Lille, 2005, pp. 51-57.
24. Rescorla E. Introduction to distributed hash tables, IETF-65 Technical Plenary, 2006.
25. Ting N. A Generic Peer-to-Peer Network Simulator. In: Proceeding of the 2003-2004 Grad Symposium, CS, Dept., University of Saskatchewan, 7-8, 2003.