计算机对等网P2P技术

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1.概述互联网的常用服务模式是C/S模式，既把资源存放到功能比较强大的服务器中，其它的机器(客户机)通过访问服务器获得信息和资源。但是由于C/S模式下网络带宽等资源得不到充分的运用，服务器端对带宽要求高，往往成为网络的瓶颈；而客户端带宽冗余、而且客户机资源如计算机能力、存储能力等也得不到充分的利用。于是基于对等网P2P技术的新的应用模式就诞生了。在对等网络中，每个节点的地位都是相同的，具备客户端和服务器双重特性，可以同时作为服务使者和服务提供者。P2P技术就是让人可以直接通过计算机连接到其他用户的计算机交换信息、共享计算机资源和服务等，而不是连接到服务器去浏览与下载。

2.P2P技术得主要特点P2P模式具有一些与C/S模式不同的特点：每一个对等点具有相同的地位，既同时是客户机也是服务机，同时还具有路由器和高速缓冲存储器的功能。P2P技术可以使非互联网络用户很容易加入到系统中，每一个对等体都可以的利用其他对等体的信息资源、存储空间、处理器周期、高速缓冲存和磁盘空间等。P2P是基于内容的寻址方式，内容包括信息、空闲机时、存储空间等，用户直接索取的内容而不是地址。3.主要的P2P网络拓扑结构模型P2P模式的变化经历了集中式、分布式和混合式3个阶段。

（1）集中式对等网络。集中式P2P模式由一个中心服务器来负责记录共享信息以及反馈对这些信息的查询；每一个对等实体要对它所需共享的信息以及进行的通信负责，根据需要下载它所需要的其他对等实体的信息.集中目录式P2P模型存在的问题：1）中央服务器的瘫痪容易导致整个网络的崩溃，可靠性和安全性较低；2）随着网络规模的扩大，中央目录服务器维护和更新的费用将急剧增加，所需成本过高；3）中央服务器的存在引起共享资源在版权问题上的纠纷；4）缺乏有效的强制共享机制，资源可用性差。

（2）分布式对等网络。在分布P2P中，对等机通过与相邻对等机之间的连接遍历整个网络体系。每个对等机在功能上都是相似的，并没有专门的服务器，而对等机必须依靠它们所在的分布网络来查找文件和定位其他对等机。以Gnutella网络为例，一台新对等机首先通过访问某特殊站点提供的“主机缓冲存服务”机制来得到一台活动对等机地址，通过与它建立一个连接将自己接入Gnutella网络；接着，该新对等机主动探查网络中的其它对等机，找到与这相邻的对等机节点，在进行文件查找时，该对等机首先向与之相邻的所有活动对等点发送一个查询描述符Query，在其他对等机接收到该查询描述符后，检查本地是否有符合查询请求的文件内容，如果有，则按查询描述符的发送路径返回一个查询响应描述符QueryHit，无论本地是否存在符合查询请求的文件内容，其他对等机都会将该查询包通过扩散方式继续在网络中传递，直至查询包中TTL（TimeofLife）属性值递减为0时才停止继续转发；一旦定位了响应查询文件的对等机之后，就与响应对等机中下载自己查询的对等文件。文件的传输不再经过Gnutella网络进行。

（3）混合P2P对等网络。混合式P2P结合了集中式和分布式P2P的优点，它在分布式模式的基础上，将用户节点按能力进行分类，使某些节点担任特殊的任务。这些节点共分为3种：用户节点：普通节点，它不具有任何特殊的功能。搜索节点：处理搜索请求，从它们的“孩子”节点中搜索文件列表，这些节点必须有128kbit/sRAM的网络连接速度，建议使用高性能的处理器。索引节点：连接速度快、内存充足的节点可以作为索引节点。索引节点用于保存可以利用的搜索节点信息，并搜集状态信息，维护网络结构信息。在第三代P2P的软件体系结构中，采用了混合式P2P.这种模式的关键之一是引入了索引节点，索引节点不会直接连接到有版权的资料上，它就像搜索引擎一样，只是搜索和所需资料相关的地址，至于用户到底连接下载了什么内容则和它无关。

4.P2P技术的应用P2P技术的应用主要包括：信息资源共享、对等计算、协同工作、实时通讯、信息检索技术、网络游戏等。

（1）资源共享。信息资源共享一直是网络技术发展的重要推动力，也是P2P技术中最典型的应用，使用者可以直接从任意一台PC上检索、共享资源、而不是在服务器
上;用户自动发现最新的文件列表，而不需担心发布问题。其中BT技术就是一种典型的对于网络信息共享方式的革新。

（2）对等计算。P2P计算机研究的目的之一就是如何充分利用网络中各种种样的计算机单元来共同完成大规模的计算任务。它的特点是每个对等点不再是单纯的接受计算任务，它还可以根据自己的情况，再搜索其他空间节点把收到的任务分发下去。计算中间结果层层上传，最后到达分发点，对等点之间可以直接交换中间结果，协作计算。

（3）协同工作。协同工作是指多个用户之间利用网络中的协同计算机平台互相完成计算任务，共享信息资源等。通过采用P2P计算技术的个人和组织可以随时采用各种方式建立在线、非在线的协同应用环境。一般协同应用包括：实时通信、聊天室、好友列表、文件共享、语音通信等基本功能。Groove就是基于Inter的P2P协同应用软件的典型代表。

(4)实时通信。实时通信技术是网络中重要的通信技术，成功的实时通信技术吸引了数发万计的在线用户，如ICQ、OICQ、AIM等软件的广泛应用足以看出它们受欢迎的程度，目前的实时通信技术一般也采用一个中心服务器控制着用户的认证等基本信息，节点之间直接进行数据通信。

（5）信息检索技术。搜索引擎是目前人们在网络中检索信息资源的主要工具，目前的主要搜索引擎如Google、Baidu等都是集中式的搜索引擎，搜索模式是由一个机群在互联网盲目读取信息，然后按某种算法根据关键字将这些信息保存在一个海量数据中，当用户提交请求，就在数据库中搜索为。

（6）网络游戏。网络游戏采用P2P技术建立起分布式小组服务模型，配以动态分配的技术，每个服务器的承载人数将在数量级上超过传统的服务器模式，这将大大提高目前多人在线交互游戏的性能；同时每个游戏用户成为一个对等节点，各个节点可以进行大量的点对点通讯，从而减少服务器的通讯任务，提高性能，由此可见其发展潜力是不可估量的。