對等網絡的拓撲結構及數據驅動路由方法 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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郭得科硃曉敏周曉磊劉忠 著

圖書標籤:

• 對等網絡
• P2P網絡
• 拓撲結構
• 路由算法
• 數據驅動
• 網絡優化
• 分布式係統
• 網絡協議
• 網絡性能
• 機器學習

店鋪： 文軒網教育考試專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030569035

商品編碼：28997142025

齣版時間：2018-05-01

作  者:郭得科 等 著 定  價:88 齣 版 社:科學齣版社 齣版日期:2018年05月01日 頁  數:217 裝  幀:平裝 ISBN:9787030569035 ●《信息科學技術學術著作叢書》序
●前言
●第1章 對等網絡簡介
●1.1 起源與發展
●1.1.1 P2P計算模式的概念
●1.1.2 P2P網絡係統的分類
●1.1.3 P2P網絡的研究進展
●1.2 P2P網絡的應用領域
●1.2.1 傳統應用領域
●1.2.2 移動P2P網絡
●1.2.3 NoSQL存儲係統
●1.2.4 信息中心網絡
●1.3 P2P網絡麵臨的挑戰
●1.3.1 信任機製
●1.3.2 數據汙染
●1.3.3 擾動問題
●1.3.4 搭便車問題
●1.3.5 流量識彆問題
●1.3.6 負載均衡問題
●參考文獻
●部分目錄

內容簡介

郭得科、硃曉敏、周曉磊、劉忠著的《對等網絡的拓撲結構及數據驅動路由方法》以結構化對等網絡的可擴展拓撲結構為基礎，深入地探討一些新型的網絡拓撲結構的設計與優化方法，並通過引入數據驅動路由機製解決非結構化對等網絡的低延遲和低成本資源定位問題。靠前章和第2章介紹對等網絡的應用和發展現狀。第3章～第6章闡述四種新型的常量度數互聯結構以提高結構化對等網絡的係統能力，分彆是MOORE、BAKE、KCube和KMcube。第7章～靠前0章討論非結構化對等網絡的數據驅動路由問題，分彆介紹基於BF的全狀態概率路由機製、基於BF的弱狀態概率路由機製、基於BF的索引路由機製，以及數據驅動路由中的噪聲乾擾抑製問題。
本書可作為高等院校計算機專業、軟件工程專業、信息係統專業以及其他相近專業的教材或教學參考書，也可供對應專業的研究人員和工程技術人員閱讀。
郭得科 等 著 郭得科，國防科技大學係統工程學院教授，博士生導師，國傢很好青年科學基金和教育部新世紀很好人纔支持計劃獲得者，湖南省傑齣青年基金獲得者。長期從事計算機網絡、分布式計算與係統、指揮信息係統的研究。主持瞭多項國傢和軍隊重要項目，發錶學術論文120餘篇，齣版專著2部，國傢授權發明專利18項。

《分布式係統中的信息傳遞與協同機製》 書籍簡介 在信息爆炸、數據洪流席捲而來的數字時代，高效、可靠的信息傳遞與協同機製已成為驅動各類分布式係統運行的核心動力。本書深入探討瞭在復雜的分布式環境下，如何設計和實現能夠支持海量數據流動、保障係統穩定運行以及促進節點間智能協作的底層通信與信息處理技術。我們關注的並非特定應用場景下的解決方案，而是那些能夠普適於各種分布式係統的通用原理、模型與方法論。 本書的齣發點在於理解分布式係統的本質——由眾多獨立節點通過網絡連接，共同完成一項或多項任務。在這種架構下，信息如何在節點間高效、準確地傳遞，如何確保數據的一緻性，以及如何協調不同節點間的行為，構成瞭係統設計中的關鍵挑戰。我們試圖跳齣對具體應用層協議或框架的局限，從更基礎的層麵剖析信息傳遞的物理與邏輯約束，以及在此基礎上構建的各種協同策略。 第一部分：信息傳遞的基礎理論與模型 本部分旨在為讀者建立對分布式係統中信息傳遞機製的宏觀認知。我們將從信息傳輸的基本屬性齣發，探討信號在不同介質中的傳播特性，以及網絡拓撲結構對信息傳遞效率和可靠性的影響。 信息熵與通信容量： 我們將迴顧信息論的基本概念，如香農信息熵、信道容量等，並分析它們在分布式係統中的實際意義。理解信息的“量”與“速率”是優化通信的關鍵。我們將討論如何根據節點間的物理連接特性（如帶寬、延遲、丟包率）來估計和設計通信容量，從而避免信息瓶頸。 網絡模型與抽象： 分布式係統往往構建在復雜的物理網絡之上，本書將介紹幾種常用的網絡抽象模型，如邏輯圖、隊列模型等，用以簡化對復雜網絡的分析。我們將討論不同抽象模型在描述信息流、識彆潛在瓶頸以及評估係統性能方麵的優劣，並引導讀者如何根據實際需求選擇閤適的模型。 拓撲結構的影響： 網絡拓撲結構是信息傳遞效率的決定性因素之一。本書將係統地分析各種經典拓撲結構，如星型、環型、網格型、全連接型以及它們在分布式係統中的變體。我們將詳細闡述每種拓撲結構在信息傳播路徑長度、節點度、容錯性、可擴展性等方麵的特點，並分析它們對信息傳遞延遲、帶寬利用率以及網絡健壯性的具體影響。例如，全連接雖然傳輸效率高，但擴展性差；網格型在某些情況下能平衡效率與可擴展性。我們會探討如何從拓撲結構中推斷齣信息傳播的潛在路徑和瓶頸。 可靠性機製： 在不可靠的網絡環境中，確保信息能夠無損、有序地傳遞至關重要。本部分將深入探討多種可靠性機製，包括但不限於： 差錯控製： 糾錯碼（如海明碼、裏德-所羅門碼）與檢錯碼（如校驗位、CRC）的原理與應用，以及它們在不同場景下的權衡。 流量控製： 滑動窗口協議、停止-等待協議等，如何防止發送方淹沒接收方。 擁塞控製： TCP的慢啓動、擁塞避免、快重傳、快恢復等算法的演進，以及它們如何在大規模網絡中動態調整發送速率，避免網絡擁塞。 確認與重傳： ACK機製的設計，超時重傳策略，以及如何處理重復報文。 異步通信與同步通信： 分布式係統中，節點間的通信往往是異步的。我們將分析異步通信的挑戰，如缺乏全局時鍾、狀態不一緻等，並探討如何通過各種機製（如消息隊列、事件驅動模型）來模擬同步行為，或者利用異步特性來提升係統吞吐量。 第二部分：分布式協同機製的設計與實現 信息傳遞是基礎，而協同則是分布式係統發揮集體力量的關鍵。本部分將聚焦於如何協調分布式節點，使其能夠協同工作，完成復雜的任務，並保持係統整體的一緻性與魯棒性。 一緻性模型與協議： 在分布式係統中，如何確保所有節點對共享數據或係統狀態的認知是一緻的，是一個核心難題。本書將深入剖析各種一緻性模型，從強一緻性到最終一緻性，並詳細介紹實現這些模型所依賴的經典協議。 共識協議： Paxos、Raft等拜占庭容錯（BFT）協議的原理、流程與適用場景。我們將分析它們在節點故障、網絡分區等極端情況下的可靠性保證。 分布式事務： 兩階段提交（2PC）、三階段提交（3PC）等協議，以及它們在保證數據原子性、一緻性方麵的優缺點。 版本控製與嚮量時鍾： 如何通過嚮量時鍾等機製來跟蹤和管理並發操作，並檢測和解決數據衝突，實現最終一緻性。 分布式調度與任務分配： 當一個分布式係統需要執行多個任務時，如何有效地將任務分配給各個節點，並協調它們的執行順序，是提高係統效率的關鍵。我們將探討： 中心化調度與去中心化調度： 它們的優劣勢，以及如何根據係統規模和需求進行選擇。 負載均衡算法： 隨機分配、輪詢、最少連接、加權輪詢等，如何將任務公平或有效地分配給節點，避免資源浪費或過載。 任務依賴與執行順序： 有嚮無環圖（DAG）在錶示任務依賴關係中的應用，以及如何進行拓撲排序來確定執行順序。 分布式狀態管理與故障恢復： 分布式係統需要維護全局狀態，並在節點故障時能夠快速恢復。 狀態復製： 主從復製、多主復製、Quorum讀寫等策略，如何在保證可用性的同時實現數據冗餘和容錯。 檢查點與日誌： 分布式係統的檢查點技術（如Chandy-Lamport快照算法）與事務日誌，如何用於故障恢復，將係統狀態迴滾到某個已知的一緻點。 心跳與檢測機製： 如何通過心跳信號、超時機製來檢測節點故障，並觸發相應的恢復或遷移過程。 分布式鎖與互斥： 在分布式環境下，對共享資源的訪問需要進行協調，以避免競態條件。本書將介紹： 基於中心化協調器的鎖： 如ZooKeeper、etcd提供的分布式鎖服務。 基於分布式算法的鎖： 如Redlock等。 各種鎖機製的性能、可用性與一緻性權衡。 分布式服務發現與注冊： 在動態變化的分布式係統中，節點需要能夠找到彼此。我們將討論服務注冊中心（如Consul、Eureka）的原理，以及客戶端如何通過服務發現機製來查找和連接其他服務。 第三部分：麵嚮未來的挑戰與趨勢 分布式係統正以前所未有的速度發展，本書最後部分將展望該領域麵臨的新挑戰與未來趨勢。 大規模分布式係統的演進： 隨著物聯網、邊緣計算、5G等技術的普及，分布式係統的規模將進一步擴大，對通信效率、協同能力和資源管理提齣瞭更高要求。 智能化協同： 如何利用機器學習、人工智能技術來優化分布式係統的通信策略、任務調度與故障預測，實現更智能、更自適應的協同。 安全性與隱私： 在日益復雜的分布式環境中，保障數據傳輸的安全和用戶隱私將變得愈發重要。我們將簡要探討分布式加密、安全多方計算等相關領域。 能源效率與可持續性： 在大規模分布式係統中，能源消耗是一個不容忽視的問題。如何設計更節能的通信協議和協同算法，將是未來的重要研究方嚮。 本書內容側重於理論原理的闡述和經典算法的分析，旨在為讀者構建一個堅實的理論基礎，使其能夠理解和設計各種復雜的分布式係統。我們力求以清晰的邏輯、嚴謹的論證，結閤直觀的示例，幫助讀者深入理解分布式係統中信息傳遞與協同機製的核心思想，並為解決實際工程問題提供深刻的洞察。本書適閤於計算機科學、軟件工程、網絡工程等相關領域的學生、研究人員以及從業工程師閱讀。

評分☆☆☆☆☆

我最近在探索關於分布式係統的一些新的可能性，尤其是如何在這種係統中實現更智能、更自適應的信息傳遞。我們都知道，在傳統的客戶端-服務器模型下，中心服務器是瓶頸，也是單點故障。而P2P網絡則提供瞭另一種解決思路，它通過將網絡功能分散到各個參與者手中，理論上可以實現更高的可伸縮性和更強的容錯性。然而，這種分散帶來的挑戰也是巨大的。如何讓節點在不依賴全局信息的情況下，能夠有效地找到所需的數據？如何在節點頻繁加入和退齣時，保持路由的穩定性？書名中“數據驅動”這幾個字，立刻吸引瞭我的注意，這預示著作者可能並沒有停留在理論推導，而是會結閤實際的網絡運行數據，來分析和優化路由策略。這讓我非常興奮，因為理論模型往往與現實存在差距，而基於數據驅動的方法，更能貼近真實的網絡環境，找到那些隱藏在海量數據背後的規律。我希望能從書中瞭解到，具體有哪些數據指標是重要的，它們是如何被收集和利用的，以及如何通過分析這些數據來動態調整路由算法，以應對P2P網絡中不斷變化的拓撲結構和流量模式。

評分☆☆☆☆☆

我對網絡架構的演進始終保持著高度的關注，尤其是那些能夠顛覆傳統模式的創新。P2P網絡無疑是其中的一個重要分支，它所倡導的去中心化理念，為構建更具彈性和效率的網絡提供瞭新的思路。不過，P2P網絡的一個天然難題就在於其動態性和不確定性，節點的加入、離開，以及網絡連接的瞬息萬變，都給信息路由帶來瞭巨大的挑戰。如何在這樣的環境中，依然能夠快速、準確地找到所需的數據，並且保證通信的可靠性，一直是研究者們努力攻剋的難題。這本書的標題，特彆是“對等網絡的拓撲結構”和“數據驅動路由方法”，恰好擊中瞭我的好奇心。我很好奇，在P2P這種高度分散的環境下，究竟存在哪些典型的拓撲結構？這些結構是如何形成的？它們又對信息的傳播效率産生瞭怎樣的影響？而“數據驅動”的路由方法，又意味著什麼？是否會引入一些新的分析工具或者算法，來從海量的網絡數據中學習並優化路由策略？我期待書中能為我帶來一些關於P2P網絡構建和優化的全新視角，或許還能啓發我對未來網絡基礎設施的思考。

評分☆☆☆☆☆

作為一個對網絡傳輸效率敏感的讀者，我總是對那些能夠優化信息流動的技術充滿期待。P2P網絡，以其獨特的去中心化特性，為我們提供瞭一個思考如何打破傳統集中式架構束縛的絕佳平颱。然而，其固有的挑戰也顯而易見：如何在一個節點分散、連接不固定的環境中，實現高效的數據發現和傳輸？傳統的路由算法在P2P網絡中往往顯得力不從心。這本書的標題，“對等網絡的拓撲結構及數據驅動路由方法”，立刻吸引瞭我的目光。我猜想，這本書會深入探討P2P網絡中可能齣現的各種拓撲形態，並分析這些形態對信息傳播路徑的影響。更讓我感到興奮的是“數據驅動”這個詞，它意味著本書的論述不會僅僅停留在抽象的理論層麵，而是會結閤實際的網絡運行數據，來分析和優化路由策略。我希望能從書中瞭解到，如何利用收集到的網絡數據，來理解P2P網絡的動態變化，並在此基礎上設計齣能夠自適應、高效的路由算法。這種結閤理論與實踐的方法，往往能夠帶來更具指導意義的結論，並可能為解決P2P網絡中的實際問題提供有效的解決方案。

評分☆☆☆☆☆

這本書的標題給我留下瞭深刻的第一印象，它點齣瞭我對網絡研究的核心興趣。一直以來，我都在思考在日益去中心化的網絡環境中，信息是如何高效地流轉的。傳統意義上的中心化網絡，其路由機製相對成熟且易於理解，但麵對P2P網絡這種節點動態變化、信任關係模糊的復雜係統，如何設計齣既能保證效率又能兼顧魯棒性的路由策略，一直是我非常好奇的領域。我尤其關注的是，當網絡規模不斷擴大，節點數量急劇增長時，信息的傳播延遲、丟包率以及資源消耗會呈現怎樣的趨勢？是否存在某種“最優”的拓撲結構，能夠最大程度地提升P2P網絡的整體性能？這本書似乎觸及瞭這些最根本的問題，也讓我對“對等網絡”的潛在形態有瞭更多的遐想。想象一下，一個完全沒有中心服務器的網絡，每個節點都扮演著服務器和客戶端的雙重角色，信息在它們之間是如何被“編織”起來的？這其中的機製一定充滿瞭智慧和巧妙的設計，我很期待書中能為我揭示這些奧秘，並提供一些前沿的思考方嚮，或許還能啓發我的一些新的研究思路。

評分☆☆☆☆☆

我一直認為，互聯網的發展離不開底層通信技術的不斷革新，而P2P網絡作為一種重要的網絡範式，其發展潛力是巨大的。尤其是在內容分發、大規模協作等領域，P2P技術都展現齣瞭獨特的優勢。然而，P2P網絡的“自治性”和“去中心化”特性，也帶來瞭諸多挑戰，其中最核心的莫過於如何構建高效且可靠的路由機製。想象一下，在一個龐大的P2P網絡中，如果一個節點想要查找某個特定的數據塊，它需要經曆怎樣的“旅程”？這個旅程的路徑是如何被決定的？書中提到的“拓撲結構”和“數據驅動路由方法”，讓我對這兩個關鍵點産生瞭濃厚的興趣。我猜測，書中可能會深入探討不同P2P網絡在節點連接方式、網絡組織結構等方麵的差異，分析這些差異如何影響信息的傳播效率。同時，“數據驅動”這一概念，又暗示著作者會從實際運行的網絡數據中提取有價值的信息，並以此來指導路由決策。這與我最近在思考的一些關於機器學習在網絡優化中的應用有著異麯同工之妙。我很期待書中能夠提供一些具體的算法和模型，以及它們在實際P2P網絡中的應用案例，讓我能夠更直觀地理解這些概念。