对等网络带宽市场与无线传感器网络计算方案研究

### 对等网络带宽市场与无线传感器网络计算方案研究 #### 1. 对等网络带宽市场实验 在对等网络文件传输系统中，带宽供需不匹配是一个常见问题。为了解决这个问题，研究人员进行了一系列实验，以评估不同算法和方案在改善网络性能方面的效果。 ##### 1.1 静态实验 静态实验主要观察一个种子群在其生命周期的前200秒内的情况。该种子群有一个种子节点（内容注入器），使用Libtorrent版本的高效超级种子算法。群中有20个相同的下载节点，上传带宽均为1000 KiB/s，且都在实验开始时加入。 - **实验设置**： - 以正常BitTorrent执行作为基线性能，记录下载节点的平均下载速度。 - 引入来自带宽市场的辅助节点，在实验开始30秒后同时加入种子群，模拟带宽市场协议引入的延迟。 - 除了运行Libtorrent辅助算法的辅助节点外，还使用了另外两种类型的额外节点：运行正常下载算法的节点和模拟理想辅助节点。 - **实验结果**： - **辅助节点数量的影响**：当下载速度受下载节点上传速度限制时（种子节点上传带宽设置为5000 KiB/s），Libtorrent辅助算法成功缓解了群内的供应不足问题，将瓶颈从下载节点瓶颈转移到辅助节点瓶颈。从10到50个辅助节点时，下载节点的下载速度呈线性增长，超过基线速度的两倍；但增加更多辅助节点时，收益递减。而使用正常节点作为额外节点并不能改善原始下载节点的性能，这与模型预测一致，因为种子节点带宽分配给更多节点会导致性能略有下降。 - **辅助节点上传带宽的影响**：当保持辅助节点数量不变，改变其上传带宽时，Libtorrent辅助算法表现出类似的行为，但线性性能增长的上限较低。从2000 KiB/s开始，增加辅助节点的上传带宽对下载节点的下载速度提升越来越小。使用正常节点作为额外节点时，低带宽节点（500 KiB/s）会导致性能下降，但中等速度节点（1500 KiB/s）开始对原始下载节点的下载速度有积极影响。不过，使用辅助节点仍然比正常节点更好，即使在实验中最高上传带宽（3500 KiB/s）的情况下，辅助节点带来的性能提升也更大（112% vs. 70%）。 - **辅助节点上传速度的影响**：低带宽辅助节点的上传效率非常高，但从2000 KiB/s开始，效率趋于平稳。同时，下载负担也会降低，对下载节点性能的实际影响仍然是积极的。 - **种子节点瓶颈情况**：当种子节点上传速度设置为1000 KiB/s时，会出现种子节点瓶颈。在这种情况下，即使是理想的辅助节点也无法提高下载节点的下载速度，因为它严格受种子节点上传速度的限制。Libtorrent辅助算法表现理想，不会给群带来下载负担，保持下载节点的下载速度不变；而添加正常节点会导致性能显著下降，这是由于启动期的影响。 以下是静态实验中不同类型额外节点对原始下载节点平均下载速度影响的表格： | 额外节点类型 | 下载速度提升情况 | | ---- | ---- | | Libtorrent辅助节点 | 10 - 50个节点时线性增长，超过基线两倍；50