P2P仿真實習(xí)報告

西安電子科技大學(xué)一種典型分布式對等網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計與模擬姓名：王濤指導(dǎo)人：馮景瑜完成時間：2010-8-16

目錄第一章緒論 第一章緒論1.1課題背景P2P的研究熱度呈逐年增長的趨勢，作為一種完全分布的計算模型，可以脫離中央服務(wù)器實現(xiàn)對等節(jié)點間的直接通信，從而充分利用每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點自身的資源，實現(xiàn)整個網(wǎng)絡(luò)計算資源的充分利用和信息資源的高效共享。當(dāng)前P2P的研究圍繞著一系列的算法，包括構(gòu)建高效P2P網(wǎng)絡(luò)拓撲的分布式協(xié)議，無結(jié)構(gòu)P2P網(wǎng)絡(luò)的搜索算法，用以應(yīng)對搭便車現(xiàn)象(FreeRide)的激勵機制等等。由于P2P網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)巨大，已經(jīng)不能靠將這些算法應(yīng)用于一個已經(jīng)成熟應(yīng)用的P2P網(wǎng)絡(luò)去驗證算法的性能。應(yīng)此，P2P網(wǎng)絡(luò)中的算法和協(xié)議通常在仿真中驗證，仿真器根據(jù)網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)建并模仿節(jié)點的行為以及網(wǎng)絡(luò)的傳輸模式等等。1.2課題意義作為在現(xiàn)實中已經(jīng)廣泛使用的技術(shù)，P2P已經(jīng)累積了大量需要亟待解決的問題。搭便車者(FreeRider)現(xiàn)象的出現(xiàn)，在很大程度上影響著P2P系統(tǒng)的繼續(xù)推廣。在分布式計算P2P系統(tǒng)中，如果沒有結(jié)點的積極參與，分布式的群集功能就無法體現(xiàn)出來；流媒體P2P系統(tǒng)中，如果大量結(jié)點斷絕上傳服務(wù)，那么整個網(wǎng)絡(luò)的緩存信息就不足以使得畫面流暢。同樣問題也出現(xiàn)在文件分享型P2P系統(tǒng)中，搭便車者極大的打擊著結(jié)點分享的積極性，甚至能夠損害網(wǎng)絡(luò)原有拓撲穩(wěn)定。分析搭便車對網(wǎng)絡(luò)的影響，檢驗激勵機制的穩(wěn)定性和可靠性，都需要對P2P節(jié)點的行為進行專門的模擬測試。而且，安全問題越來越受到重視。2002年日本一種病毒在Winny這種P2P網(wǎng)絡(luò)中傳播，造成大范圍的用戶私人信息泄露，Winny的作者也被刑拘。這一事件進一步引起了對P2P網(wǎng)絡(luò)安全的關(guān)注。據(jù)最新網(wǎng)絡(luò)安全研究表明，蠕蟲病毒能夠在具有小世界特性的P2P網(wǎng)絡(luò)中更加快速的傳播。所以，P2P網(wǎng)絡(luò)的安全研究勢在必行，而一個能夠模擬真實攻防環(huán)境的平臺可以極大的輔助安全策略的制定。P2P網(wǎng)絡(luò)還有其他很多原因?qū)е卤仨毥Y(jié)合P2P網(wǎng)絡(luò)的獨有特性，為P2P網(wǎng)絡(luò)量身定做一個仿真平臺。比如不同的P2P系統(tǒng)具有不同的應(yīng)用場合，每一種應(yīng)用都有單獨的技術(shù)規(guī)范和檢驗標(biāo)準(zhǔn)。如果沒有統(tǒng)一的仿真環(huán)境，想要添加新的應(yīng)用模擬平臺就變得不容易，而且仿真的結(jié)果也沒有可比性，因為不能保證試驗是在統(tǒng)一的參數(shù)環(huán)境下的進行的。1.3課題目標(biāo)本次課題的目標(biāo)是：找到一種通用的P2P網(wǎng)絡(luò)的仿真器，它必須有良好的可擴展性，支持較多的節(jié)點，有較高的運行效率；該仿真器必須使用Java編寫，這樣就可將很多現(xiàn)成的協(xié)議移植進仿真器，也可便于與其他研究人員交流代碼；自行設(shè)計一種典型的基于信任模型的P2P協(xié)議，編寫代碼并調(diào)試使其在仿真器上運行，保存運行數(shù)據(jù)。

第二章PeerSim簡介本章是對PeerSim這一P2P專用網(wǎng)絡(luò)仿真工具的原理和流程的介紹，PeerSim是在本次實習(xí)調(diào)研階段發(fā)現(xiàn)的P2P仿真軟件，由于它很好地滿足了課題要求,所以實習(xí)接下來的內(nèi)容都是圍繞對他的研究展開的。2.1PeerSim概述PeerSim是一個模擬P2POverlay網(wǎng)絡(luò)的軟件，支持結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化P2P網(wǎng)絡(luò)模擬。PeerSim有兩種模擬方式，Cycle-based和Event-driven。Event-driven模式相對精確，Eycle-based模式缺少傳輸層的模擬而且不能起到并發(fā)控制的作用，但占用資源少以適合于大規(guī)模的模擬，根據(jù)官方所發(fā)表的一篇最新論文，在擁有4GB內(nèi)存的情況下，Event-driven模式目前最多支持十萬節(jié)點級別，而Cycle-based模式則支持千萬個節(jié)點級別。PeerSim是一個極易擴展的仿真環(huán)境，支持動態(tài)網(wǎng)絡(luò)的仿真，協(xié)議需要執(zhí)行特定的PeerSimAPI,但是只需很少的努力，就可以發(fā)展成為真正的執(zhí)行。在指定的參數(shù)空間進行檢測也是被支持的。PeerSim開始時只是被當(dāng)作一項特定研究的工具，而在它獲得LGPL開源許可，并被發(fā)布以來，它吸引了很多獨立的研究團體，到目前為止，PeerSim已經(jīng)被下載了超過12000次，在150篇論文中被引用，而其中只有很少一部分引用是來自PeerSim的作者。2.2Cycle-based模式仿真Cycle-based模型是一個簡化的模型，擁有更好的伸縮性及性能，但是Cycle-based模型缺少對傳輸層的仿真和并行處理，節(jié)點之間是直接通信的，仿真核心以一定的順序周期性地給以節(jié)點控制。在運行時，可以進行任意的操作，如調(diào)用其它對象的方法并執(zhí)行一些計算。PeerSim鼓勵基于接口的模塊化編程，每一個組件都能被其它實現(xiàn)了相同接口的組件代替，一般的仿真過程如下：選擇網(wǎng)絡(luò)大?。垂?jié)點數(shù)量）；選擇要實驗的一個或多個協(xié)議并進行初始化；選擇一個或多個Control對象來監(jiān)視感興趣的屬性，并在仿真時修改一些參數(shù)（比如，網(wǎng)絡(luò)大小，協(xié)議的內(nèi)部狀態(tài)，等等）；根據(jù)配置文件，調(diào)用Simulator類運行仿真。在仿真時創(chuàng)建的對象都是實現(xiàn)了一個或多個接口的類的實例，主要的接口如表2-1所示。表2-1Cycle-based下的主要接口NodeP2P網(wǎng)絡(luò)是由節(jié)點組成的，節(jié)點是協(xié)議的容器。Node接口提供了對節(jié)點所包含的協(xié)議的訪問方法，并為節(jié)點提供了固定的ID。CDProtocol這是一個特定的協(xié)議，被設(shè)計用來在Cycle-based模型中運行，它只定義了在每一個周期中要運行的操作。Linkable一般都由協(xié)議來實現(xiàn)，這個接口為其它協(xié)議提供了訪問鄰居節(jié)點集合的服務(wù)，節(jié)點間相同的Linkable協(xié)議類的實例定義了一個覆蓋網(wǎng)絡(luò)。Control實現(xiàn)了這個接口的類可以在仿真期間的某個時間點調(diào)度執(zhí)行，這些類一般用于觀察或修改仿真過程。圖2-1Cycle-based下的調(diào)度時序Cycle-based仿真的生命周期是這樣的：讀取配置文件（通過命令行參數(shù)傳遞進來），然后仿真器初始化網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點和節(jié)點中的協(xié)議，每個節(jié)點都擁有相同的協(xié)議棧。節(jié)點和協(xié)議的實例是通過克隆來創(chuàng)建的，只有一個原型是通過構(gòu)造方法創(chuàng)建，其它的節(jié)點和協(xié)議都是從這個原型中克隆而來?；谶@個原因，協(xié)議類中Clone（）方法的實現(xiàn)是很重要的。初始化操作，設(shè)置每個協(xié)議的初始狀態(tài)。初始化階段是由Control對象控制運行的，僅在實驗開始時運行一次。在配置文件中，初始化的組件可以由init前綴識別，在下面討論的Initializer對象也是Controls，但為了標(biāo)記其功能以區(qū)別于一般的Control對象，它被配置用來在初始階段運行。在初始化完成后，Cycle-based引擎在每一個周期中調(diào)用所有組件（Protocols和Controls）一次，直到完成了指定的周期數(shù)，或者某個組件決定終止仿真為止。在PeerSim中每一個對象（Controls和Protocols）都被賦以一個Scheduler對象，它定義了什么時候本組件將會被執(zhí)行。在默認情況下，所有對象都會在每個周期中運行。但我們也可以配置一個Protocol或Control只在某些特定的周期中運行，也可以在每一個周期中指定組件的執(zhí)行順序。圖2-2配置文件圖2-1展示了對Controls和Protocols的調(diào)度，其中C代表Control而P代表一個協(xié)議。圖下方的數(shù)字代表PeerSim的周期，在最后一個周期后，可以運行一個Control來獲取最后的快照（Snapshot）。在一個Control收集數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)將會被格式化并發(fā)送到標(biāo)準(zhǔn)輸出或重定向到一個文件以進行后續(xù)的處理。配置文件只是一個普通的ASCII文本，本質(zhì)上就是java.util.Properties，以#開頭的行代表注釋。配置文件的信息將以鍵值對的形式被程序讀入，如在圖2-2所示的配置文件中，random.seed就是一個鍵，它的值為1234567890。仿真器在初始化時，在需要初始化隨機數(shù)產(chǎn)生器時，就會在配置文件中搜索random.seed并讀取它的值，用它的值初始化隨機數(shù)生成器。再如，當(dāng)初始化節(jié)點時，需要給節(jié)點裝入?yún)f(xié)議實例，具體去裝入哪個類的實例，就必須在配置文件中查找，例如當(dāng)節(jié)點有一個名字叫avg的協(xié)議時，配置文件就查找protocol.avg鍵的值，就能找到實現(xiàn)了這個協(xié)議的類?？偟膩碚f，配置文件就是由用戶設(shè)置的參數(shù)以及用戶自定義的類的路徑的集合。2.3小結(jié)要利用PeerSim循環(huán)驅(qū)動模式進行仿真，首先必須理解配置文件的作用，要清楚協(xié)議組件和控制組件的作用以及被調(diào)度的時機。在循環(huán)驅(qū)動模式下，一些實際P2P系統(tǒng)中的細節(jié)被忽略，帶來的回報是支持更多的節(jié)點以及更快的執(zhí)行速度。

第三章基于信任模型的文件共享P2P協(xié)議本章主要講述一個典型的基于信任模型的P2P協(xié)議的思想以及運行流程，它的配置文件的內(nèi)容如下：#設(shè)置偽隨機數(shù)生成器的種子random.seed1234567890#設(shè)置循環(huán)次數(shù)為30次simulation.cycles30#在每輪循環(huán)后對網(wǎng)絡(luò)節(jié)點進行洗牌的控制組件control.shfShuffle#設(shè)置節(jié)點個數(shù)為5000network.size5000#節(jié)點中的Linkable協(xié)議設(shè)為IdleProtocolprotocol.lnkIdleProtocol#節(jié)點中的第二層協(xié)議設(shè)為pdSim.TrustManage并設(shè)置相關(guān)參數(shù)protocol.trustpdSim.TrustManageprotocol.trust.linkablelnkinit.con.badPeerPercentage0.1#對節(jié)點進行連線以構(gòu)造拓撲的初始化組件WireKOut及相關(guān)參數(shù)的設(shè)定init.rndWireKOtocollnkinit.rnd.k20#設(shè)置負責(zé)填充節(jié)點資源向量的pdSim.InitContent為初始化組件init.conpdSim.InitCtocoltrust#設(shè)置初始化組件的調(diào)度順序，先調(diào)度init.rnd再調(diào)度init.coninclude.initrndcon#設(shè)置一個在30輪循環(huán)過后觀察數(shù)據(jù)的控制組件control.obspdSim.Otocoltrust3.1節(jié)點模型在本協(xié)議中，節(jié)點是由一個類實現(xiàn)的，當(dāng)被實例化后，每個節(jié)點將擁有獨立的內(nèi)存空間和協(xié)議棧，節(jié)點由ID和INDEX兩個量來標(biāo)識，其中ID是在節(jié)點初始化后不會發(fā)生變化的，所以在任何時候ID都可以唯一地標(biāo)識一個節(jié)點，它可以被理解為代表了現(xiàn)實中節(jié)點的IP地址，而INDEX則是和網(wǎng)絡(luò)動態(tài)演進相關(guān)的一個標(biāo)識，當(dāng)仿真一輪結(jié)束后，執(zhí)行“洗牌”（Shuffle）動作后，節(jié)點的INDEX可能會變化。當(dāng)在網(wǎng)絡(luò)中查找某個節(jié)點時，總是按照INDEX遍歷所有節(jié)點，以搜尋ID為某個特定值的節(jié)點。在PeerSim中節(jié)點在默認情況下使用peersim.core.GeneralNode類，當(dāng)然，用戶也可以定義自己的節(jié)點類，做法是編寫一個實現(xiàn)peersim.core.Node接口的類，并在配置文件中加以說明。節(jié)點在網(wǎng)絡(luò)中的動作是由協(xié)議來定義的，節(jié)點在初始化時，將按照配置文件裝入指定協(xié)議的實例，每個節(jié)點的每個協(xié)議實例都擁有相互獨立的內(nèi)存空間。在本例中，每個節(jié)點裝入了兩個協(xié)議分別是負責(zé)管理拓撲的lnk協(xié)議和負責(zé)管理節(jié)點相互信任的trust協(xié)議，它們是從配置文件的protocol.lnk和protocol.trust兩個鍵讀入相應(yīng)的類的。3.2拓撲模型在PeerSim中，當(dāng)節(jié)點建立起來以后，他們之間是沒有連接的，也就是說它們僅僅是孤立的節(jié)點，在本協(xié)議中，拓撲是由peersim.dynamics.WireKOut類來建立的，在配置文件中可以看到，它的鍵名為為init.rnd，init表明該類是一個初始化組塊。它的主要作用為，為每個節(jié)點連接K個鄰居節(jié)點，K的值是讀取配置文件中init.rnd.k的鍵值得到的，在本協(xié)議中，這個值是20，即每個節(jié)點有二十個鄰居節(jié)點。可以看到配置文件中關(guān)于拓撲的描述中還有tocollnk，這表明WireKOut是通過節(jié)點中的lnk協(xié)議的實例來建立連接的，具體做法為：向IdleProtocol協(xié)議實例的鄰居節(jié)點數(shù)組中添加相應(yīng)的節(jié)點，而IdleProtocol協(xié)議正是節(jié)點中負責(zé)維護鄰居節(jié)點數(shù)組的協(xié)議。每個節(jié)點的IdleProtocol協(xié)議實例中的鄰居節(jié)點數(shù)組中存有該節(jié)點的所有鄰居節(jié)點。3.3信任模型思想在P2P網(wǎng)絡(luò)中，由于任何節(jié)點都是可以加入的，同時也為網(wǎng)絡(luò)中的其他節(jié)點提供的轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)，從網(wǎng)絡(luò)攻擊的角度來看，一個“惡意”節(jié)點故意將正常的數(shù)據(jù)替換成偽造的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)發(fā)的整個P2P網(wǎng)絡(luò)中，完全可以欺騙其他P2P的節(jié)點而不被發(fā)現(xiàn)。P2P網(wǎng)絡(luò)中由于缺乏統(tǒng)一的管理，在發(fā)現(xiàn)偽造的數(shù)據(jù)后，不能控制P2P節(jié)點不下載偽造的數(shù)據(jù)或者阻止P2P網(wǎng)絡(luò)中偽造數(shù)據(jù)的傳輸，從而導(dǎo)致偽造的數(shù)據(jù)在P2P網(wǎng)絡(luò)中肆意傳播。而且會處于完全失控狀態(tài)。P2P使得網(wǎng)絡(luò)熱門資源能夠在網(wǎng)絡(luò)中迅速傳播，這給病毒和惡意軟件提供了傳播的捷徑。當(dāng)然，P2P軟件本身有可能是無害的，但共享的文件中卻可能因為存在漏洞而被利用。流行的RMVB格式存在一個廣告彈出的漏洞，這被許多不法分子所利用作散布不良信息的渠道。熱門影片的用戶關(guān)注程度總是比較高，不法分子在影片中攜帶彈出式廣告，使得有害信息在P2P網(wǎng)絡(luò)上爆炸式地傳播，遠遠超過了在傳統(tǒng)C/S模式下的傳播速度?；谛湃文Ｐ偷腜2P協(xié)議認為，信任是主體對客體特定行為的主觀可能性預(yù)期，取決于經(jīng)驗并隨著客體行為的結(jié)果變化而不斷修正，在本次仿真的文件共享型P2P網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點之間互相評價，評價的依據(jù)為該節(jié)點提供的正常的下載次數(shù)。每個節(jié)點都擁有一些資源，當(dāng)節(jié)點需要一個資源時，它向所有鄰居節(jié)點發(fā)送資源請求消息，當(dāng)一個節(jié)點收到資源請求消息后，它首先檢查自己是否擁有請求的資源，如果有，則發(fā)回一個資源應(yīng)答消息，如果沒有，則將消息的TTL值減1后向自己的所有鄰居節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)。一個節(jié)點在收到一條資源應(yīng)答消息后，首先檢查自己是否已經(jīng)擁有該資源，如果該資源應(yīng)答消息正是自己所需要的資源，則該節(jié)點將首先檢查發(fā)出應(yīng)答的節(jié)點的信譽值，當(dāng)該值高于閥值時就下載該節(jié)點上的資源，若該值低于閥值，則以一個較小的概率下載該節(jié)點上的資源，當(dāng)下載成功時，將給予提供下載的節(jié)點進行評價，一般是將其信譽值加一。惡意節(jié)點是對看到的網(wǎng)絡(luò)中的任何資源請求消息都進行應(yīng)答的節(jié)點，但這類節(jié)點只提供非法資源的下載，例如病毒，木馬等。當(dāng)一個節(jié)點收到一個非法資源的應(yīng)答時，將會對發(fā)出非法資源應(yīng)答的節(jié)點的信譽值減1。這種機制的結(jié)果是：兢兢業(yè)業(yè)提供正常資源下載的節(jié)點的信譽值將會隨著時間的推進趨于正無窮大，而那些發(fā)出虛假資源應(yīng)答消息，提供非法資源下載的節(jié)點的信譽值將會趨于負無窮大。圖3-1資源請求消息和應(yīng)答消息的傳播3.4小結(jié)本章是對一個簡單的信任模型的思想的闡述，該協(xié)議比較簡單，它的主要意義還是在于展示PeerSim的流程，測試PeerSim性能，但其可以進行擴充，以完成更加復(fù)雜的功能。

第四章信任模型協(xié)議在PeerSim中的仿真實現(xiàn)本章將以代碼為主線，講述如何將上一章的這個簡單的信任協(xié)議寫成Java代碼，內(nèi)容會涉及到各種細節(jié)問題。4.1仿真前的必要準(zhǔn)備首先在sourceforge上下載PeerSim原始文件，最原始的PeerSim仿真器僅僅是一些文本代碼和jar包的集合，要想方便的向PeerSim中添加自己的類，最好先將它導(dǎo)入到eclipse中去，通過實踐，我總結(jié)出導(dǎo)入過程必須包括以下幾步：新建一個java工程，可以取名為PeerSim；將下載的文件中的src中的文件拷貝到項目的src目錄中；拷貝配置文件（例如config-example1.txt）到項目目錄；在eclipse中刷新，在左側(cè)找到config-example1.txt點擊右鍵runasrunconfigrations；新建一個javaapplication。MainClass中選擇peersim.Simulator，arguments中填寫配置文件的路徑(例如D:\java\PeerSim\config-example1.txt)；在eclipse選中工程，右鍵PropertiesJavaBuildPathLibrariesAddExternalJars,添加在peersim-1.0.5文件夾下的四個Jar包；在左側(cè)找到config-example1.txt點擊右鍵runasrunconfigurationsclasspath刪去默認路徑，將peersim-1.0.5文件夾下的四個Jar包的路徑添加進來此時就可以成功運行了，如果配置文件選為peersim-1.0.5文件夾中自帶的config-example1.txt，則一個簡單的求各節(jié)點平均值的仿真結(jié)果就會出現(xiàn)在eclipse中。4.2PeerSim仿真流程在一次仿真中所遇到的代碼可分為PeerSim內(nèi)核代碼和用戶代碼，內(nèi)核代碼就是從網(wǎng)站上下載下來的原始文件夾中包含的代碼，用戶代碼是用戶自己編寫的協(xié)議代碼、控制代碼以及用戶自己定義的類，對于內(nèi)核代碼，我們只需大致了解其運行流程、了解內(nèi)核提供的接口以及如何使用內(nèi)核，圖4-1就是PeerSim內(nèi)核代碼的大致流程。載入配置文件是通過讀取先前設(shè)置的runconfigrationsarguments中的文件來達到的，在該仿真器中，外部的配置文件被讀入后組織成了TreeMap的形式，即以（鍵，鍵值）的形式組織，有一些專門的方法用來查找配置文件的具體項。檢測仿真模式是通過檢查配置文件來實現(xiàn)的，如果配置文件中包含simulation.cycles鍵，則模式為循環(huán)驅(qū)動模式，這個過程由peersim.cdsim.CDsimulator類中的isConfigurationCycleDriven()方法來具體實現(xiàn)的,事件驅(qū)動模式也以類似的方式通過檢測配置文件中是否含有simulation.endtime鍵來判斷。在明確了仿真模式后，就調(diào)用該模式的仿真引擎，在本次實習(xí)中用到的是循環(huán)驅(qū)動模式，所以接下來就調(diào)用CDSimulator.nextExperiment()方法。各仿真引擎在運行的第一步就是讀取配置文件中設(shè)置的循環(huán)次數(shù)。接下來將會初始化網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點，即調(diào)用Network.reset(),在本次實習(xí)中，用到的是PeerSim內(nèi)核中自帶的節(jié)點模型，也就是peersim.core.GeneralNode類，下面是Network.reset()的代碼： if(prototype!=null) { //notfirstexperiment while(len>0)remove();//thisistocallonKillonallnodes prototype=null; node=null; } len=Configuration.getInt(PAR_SIZE); intmaxlen=Configuration.getInt(PAR_MAXSIZE,len); if(maxlen<len)thrownewIllegalArgumentException( PAR_MAXSIZE+"islessthan"+PAR_SIZE); node=newNode[maxlen]; //creatingprototypenode Nodetmp=null; if(!Configuration.contains(PAR_NODE)) { System.err.println( "Network:nonodedefined,usingGeneralNode"); tmp=newGeneralNode(""); } else { tmp=(Node)Configuration.getInstance(PAR_NODE); } prototype=tmp; prototype.setIndex(-1); //cloningthenodes if(len>0) { for(inti=0;i<len;++i) { node[i]=(Node)prototype.clone(); node[i].setIndex(i); } }節(jié)點的初始化過程是首先建立一個prototype即原型節(jié)點，然后依照配置文件中指定的個數(shù)，克隆出len個節(jié)點，克隆出來的節(jié)點除了ID外一切與原型節(jié)點相同?？寺∵^程如下:for(inti=0;i<len;++i){node[i]=(Node)prototype.clone();node[i].setIndex(i);}其中l(wèi)en是通過語句len=Configuration.getInt(PAR_SIZE);從配置文件中讀入的。原型節(jié)點是通過tmp=newGeneralNode("");創(chuàng)建的過程是按配置文件中的說明，找到相應(yīng)的協(xié)議類，將該類實例化，然后將該實例存儲到原型節(jié)點的協(xié)議數(shù)組中去，原型節(jié)點的創(chuàng)建代碼如下：

圖4-1PeerSim內(nèi)核代碼的流程

publicGeneralNode(Stringprefix){ String[]names=Configuration.getNames(PAR_PROT); CommonState.setNode(this); ID=nextID(); protocol=newProtocol[names.length]; for(inti=0;i<names.length;i++){ CommonState.setPid(i); Protocolp=(Protocol) Configuration.getInstance(names[i]); protocol[i]=p; }}其中String[]names=Configuration.getNames(PAR_PROT)是從配置文件中讀取所有協(xié)議的名字，在本次信任模型仿真中，用到的配置文件是3.1節(jié)前面列出的配置文件，則讀取的names字符串?dāng)?shù)組中包含protocol.lnk和protocol.trust兩個值。代碼中的protocol是一個Protocol類型的數(shù)組。Protocolp=(Protocol)Configuration.getInstance(names[i])這一句完成的功能是在配置文件中查找names[i]鍵所對應(yīng)的類，調(diào)用該類的構(gòu)造方法，返回一個該類的實例。在本次仿真中names[1]是protocol.trust，在配置文件中該鍵對應(yīng)的鍵值為pdSim.TrustManage，調(diào)用pdSim.TrustManage類的構(gòu)造方法，將返回的對象賦給p。調(diào)用Configuration.getInstance(names[i])的效果就是返回了一個names[i]對應(yīng)的協(xié)議實例，并將該實例賦予p，隨后p又將被賦予該節(jié)點的協(xié)議數(shù)組的第i個元素。在PeerSim中，所有實現(xiàn)了Control接口的類都有一個execute()方法，PeerSim仿真引擎就是通過調(diào)用它來執(zhí)行該控制組件的。所有實現(xiàn)了CDProtocol接口的類都有一個nextCycle()方法，仿真引擎通過調(diào)用它來執(zhí)行該協(xié)議的動作。在CDSimulator類的nextExperiment()方法中各個控制組件被依次調(diào)用，代碼如下：for(intj=0;j<controls.length;++j){ if(ctrlSchedules[j].active(i)) stop=stop||controls[j].execute(); }其中controls是控制組件數(shù)組，在之前已將control.shf和control.obs的實例填入，這兩個控制組件在配置文件中是可以看到的，而該數(shù)組還有一個元素，也就是controls[2],它被初始化為FullNextCycle的實例，這些細節(jié)是通過CDSimulator類中的loadControls()方法實現(xiàn)的。每個execute()方法都將返回一個布爾型變量，規(guī)則為：如果某個控制組件將終止循環(huán)，則它返回true，否則返回false，在上面的代碼中stop是一個布爾型變量，被初始化成false如果某個控制組件返回了true，則stop就會變成true，在后面的代碼中通過檢測stop的值就可判定是否有控制組件終止循環(huán)。FullNextCycle類下的execute()方法將依次調(diào)用每個節(jié)點的每個協(xié)議的nextCycle()方法。4.3信任協(xié)議TrustManagePdSim.TrustManage類實現(xiàn)CDProtocol接口，所以它是一個協(xié)議組件，它被填充到節(jié)點的協(xié)議數(shù)組的第二個元素（protocol[1]），這個協(xié)議負責(zé)管理節(jié)點的資源（Content）、信譽值（Trust）以及完成資源下載，相互評價等動作。下面將結(jié)合代碼詳細講述。每個TrustManage實例都擁有PeerBehaviourType、Content、QueryContent、MessageQueue、ResponseMessageQueue、Trust、TheNode等變量。PeerBehaviourType是一個整型變量0代表goodpeer，1代表badpeer；Content是一個Vector型變量，該變量在初始化時會被初始化組件InitContent填充100個0-100之間的整型隨機數(shù)（可能重復(fù)），每個數(shù)代表一個該節(jié)點擁有的資源；QueryContent也是一個Vector型變量，該變量存有在Content中沒有出現(xiàn)的0-100之間的數(shù)字，代表了該節(jié)點沒有的資源，也就是需要向其他節(jié)點請求的資源，它的內(nèi)容也是由InitConent填充的；MessageQueue是一個Vector型變量，它用于保存本節(jié)點收到的所有消息；ResponseMessageQueue是一個Vector變量，用于保存MessageQueue中類型為PAR_RESPOND的消息也就是應(yīng)答消息；Trust是一個整型變量，是本節(jié)點的信譽值，信譽值在兩種情況下會改變，當(dāng)一個節(jié)點的資源被另一節(jié)點成功下載了一次，該節(jié)點的信譽值加1，當(dāng)一個惡意節(jié)點發(fā)出一個非法資源應(yīng)答消息，該消息被另一個節(jié)點收到后，惡意節(jié)點的信譽值減1；TheNode是一個Node類型的引用，它指向了擁有該協(xié)議實例的節(jié)點。這些變量都在TrustManage的構(gòu)造方法被調(diào)用時完成初始化。當(dāng)TrustManage類的NextCycle方法被調(diào)用時本節(jié)點首先向所有鄰居節(jié)點發(fā)送QueryContent中的資源的請求消息，具體代碼如下：IntegerContentr=(Integer)QueryContent.elementAt(CommonState.r.nextInt(QueryContent.size())); for(inti=0;i<size;i++)//向所有鄰居節(jié)點發(fā)送資源請求消息 { longdestination1; neighbour1=linkable.getNeighbor(i); destination1=neighbour1.getID(); MessagequeryMsg=newMessage(source,destination1,3,PAR_QUERY,CValue()); Send(queryMsg); }其中的linkable是IdleProtocol協(xié)議的實例，它管理著本節(jié)點的鄰居節(jié)點，例如，鄰居節(jié)點的個數(shù)可由size=linkable.degree()得到，第i個鄰居節(jié)點可由neighbour1=linkable.getNeighbor(i)得到。之后處理消息隊列（MessageQueue），依次取出消息隊列中的每一個消息，首先判斷消息的類型，如果是一個資源請求消息，則好節(jié)點（goodpeer）會檢查自己的Content向量，如果有該消息中請求的資源，則發(fā)回一個應(yīng)答消息，如果沒有該資源，則將消息的TTL值減1后向所有鄰居節(jié)點發(fā)送，惡意節(jié)點則會直接發(fā)回一個虛假的應(yīng)答消息；如果該消息是一個應(yīng)答消息，則將該消息添加到ResponseMessageQueue中去。然后處理應(yīng)答消息隊列（ResponseMessageQueue），依次取出每一個應(yīng)答消息，首先判斷應(yīng)答消息中包含的資源本節(jié)點是否已經(jīng)擁有，如果該消息正是對沒有的資源(QueryContent中的資源)的應(yīng)答，則首先檢查發(fā)出應(yīng)答節(jié)點的Trust值，如果高于閥值，則下載該節(jié)點的資源，同時將該節(jié)點的Trust值加1，如果低于閥值，則以一定的概率下載該節(jié)點的資源，同樣在下載完成后將該節(jié)點的Trust值加1。如果發(fā)現(xiàn)應(yīng)答消息中包含的資源是非法資源（-1代表非法資源），則將發(fā)出該消息的節(jié)點的Trust值減1。在處理完兩個消息隊列后，將它們清空。4.4Observer類PdSim.Observer類用于在仿真循環(huán)結(jié)束后保存各種感興趣數(shù)據(jù)，主要會保存圖4-2BadPeerTrustValue.dat中數(shù)據(jù)的繪圖結(jié)果以下幾個數(shù)據(jù)文件：BadPeerNumCount.dat：包含兩個值：總的節(jié)點個數(shù)和壞節(jié)點的個數(shù)；BadPeerTrustValue.dat：記錄每一個壞節(jié)點的Trust值，形式為（節(jié)點ID，Trust值）；GoodPeerTrustValue.dat：記錄每一個好節(jié)點的Trust值，形式為（節(jié)點ID，Trust值）；MaliceAttackCount.dat：記錄每個節(jié)點受到惡意資源應(yīng)答的次數(shù)，形式為：（節(jié)點ID，受攻擊次數(shù)）；TrustMonitor.dat：記錄每個節(jié)點的Trust值;AverageTrustValuePerCycle.dat:：記錄每次循環(huán)結(jié)束后所有節(jié)點的平均Trust值；BadPeerAverageTrustValuePerCycle.dat：記錄每次循環(huán)結(jié)束后所有壞節(jié)點的平均Trust值；GoodPeerAverageTrustValuePerCycle.dat：記錄每次循環(huán)結(jié)束后所有好節(jié)點的平均Trust值；PeerSuccessfulDownloadPercentage.dat：記錄在30輪循環(huán)過后，每個節(jié)點的成功下載占所有下載次數(shù)的百分比。這些保存有實驗數(shù)據(jù)的文件將保存在TrustModelSimulation\data文件夾下。4.5仿真數(shù)據(jù)分析本節(jié)將分析在上一節(jié)中提到的9個數(shù)據(jù)文件中的數(shù)據(jù)，對其繪圖并逐一分析。仿真實驗是在一臺擁有2GB內(nèi)存，CUP為AMD5000+的臺式機上進行的。從圖4-2可以看出初始設(shè)置為0的Trust值在經(jīng)歷了30輪的循環(huán)后，各節(jié)點的的值已經(jīng)變得參差不齊，最大的Trust值達到了120，而最小的僅為1，而在Trust值為20附近聚集了最多的節(jié)點。圖4-2對GoodPeerTrustValue.dat進行繪圖的結(jié)果圖4-3對BadPeerTrustValue.dat進行繪圖的結(jié)果從圖4-3可以看出，在經(jīng)歷30輪循環(huán)后，壞節(jié)點的Trust值變得非常的小，而且變化范圍很大，從-1000到-10000都有值分布，由于壞節(jié)點的唯一任務(wù)就是發(fā)送非法資源應(yīng)答，所以它的Trust值僅可能下降。圖4-4MaliceAttackCount.dat的繪圖結(jié)果圖4-4表明的是在30輪循環(huán)結(jié)束后，各個節(jié)點收到的非法資源應(yīng)答的次數(shù)，由于ID為0-499的節(jié)點為壞節(jié)點，他們不會對非法資源應(yīng)答作出反應(yīng)，所以它們的MaliceAttackCount值為0。圖4-5AverageTrustValuePerCycle.dat的繪圖結(jié)果圖4-5表明隨著循環(huán)輪數(shù)的增加，節(jié)點的平均Trust值會從0下降到-450左右，造成這種現(xiàn)象的原因是壞節(jié)點的Trust值增加的速率大于好節(jié)點的Trust值上升的速度。圖4-6