导航:首页 > 编程大全 > p2p对等网络原理与应用pdf

p2p对等网络原理与应用pdf

发布时间:2021-10-14 07:48:25

『壹』 应用层C/S与P2P工作模式的异同

3.3.3 互联网应用的两种工作模式:客户/服务器模式与P2P模式

从互联网应用系统的工作模式角度看,互联网应用可以分为两类:客户/服务器(C/S)模式与对等(P2P)模式。

1.客户/服务器模式的基本概念

从应用层的应用程序工作模型的角度看,应用程序分为客户端程序与服务器程序。以Email应用程序为例,Email应用程序分为服务器端的邮局程序与客户端的邮箱程序。用户在自己的计算机中安装并运行客户端的邮箱程序,就能够成为电子邮件系统的客户端,发送和接收电子邮件。而安装邮局应用程序的计算机就成为了电子邮件服务器,它为客户提供电子邮件服务。

互联网应用系统采用客户/服务器模式的主要原因是网络资源分布的不均匀性。网络资源分布的不均匀性表现在硬件、软件和数据三个方面。

1)网络中计算机系统的类型、硬件结构、功能都存在着很大的差异。它可以是一台大型计算机、高档服务器,它也可以是一台个人计算机,甚至是一个PDA或家用电器。它们在运算能力、存储能力和外部设备的配备等方面存在着很大差异。

2)从软件的角度来看,很多大型应用软件都是安装在一台专用的服务器中,用户需要通过互联网去访问服务器,成为合法用户之后才能够使用网络的软件资源。

3)从信息资源的角度来看,某一类型的数据、文本、图像、视频或音乐资源存放在一台或几台大型服务器中,合法的用户可以通过互联网访问这些信息资源。这样做对保证信息资源使用的合法性与安全性,以及保证数据的完整性与一致性是非常必要的。

网络资源分布的不均匀性是网络应用系统设计者的设计思想的体现。网络组建的目的就是要实现资源的共享,“资源共享”表现出网络中结点在硬件配置、运算能力、存储能力,以及数据分布等方面存在差异与分布的不均匀性。能力强、资源丰富的计算机充当服务器,能力弱或需要某种资源的计算机作为客户。客户使用服务器的服务,服务器向客户提供网络服务。因此,客户/服务器反映这种网络服务提供者与网络服务使用者的关系。在客户/服务器模式中,客户与服务器在网络服务中的地位不平等,服务器在网络服务中处于中心地位。在这种情况下,“客户”可以理解为“客户端计算机”,“服务器”可以理解为“服务器端计算机”。

2.对等P2P模式的基本概念

P2P是网络结点之间采取对等的方式,通过直接交换信息达到共享计算机资源和服务的工作模式。有时,人们也将这种技术称为“对等计算”技术,将能提供对等通信功能的网络称为“P2P网络”。目前,P2P技术已广泛应用于实时通信、协同工作、内容分发与分布式计算等领域。统计数据表明,目前的互联网流量中P2P流量超过60%,已经成为当前互联网应用的新的重要形式,也是当前网络技术研究的热点问题之一。

图3-11给出了客户/服务器模式与P2P工作模式的区别。在传统的互联网中,信息资源的共享是以服务器为中心的客户/服务器模式工作模式。以Web服务器为例,Web服务器是运行Web服务器程序、计算能力与存储能力强的计算机,所有Web页都存储在Web服务器中。服务器可以为很多Web浏览器客户提供服务。但是,Web浏览器之间不能直接通信。显然,在传统互联网的信息资源的共享关系中,服务提供者与服务使用者之间的界限是清晰的。

P2P网络则是淡化服务提供者与服务使用者的界限,所有结点同时身兼服务提供者与服务使用者的双重身份,以达到“进一步扩大网络资源共享范围和深度,提高网络资源利用率,使信息共享达到最大化”的目的。在P2P网络环境中,成千上万台计算机之间处于一种对等的地位,整个网络通常不依赖于专用的集中式服务器。P2P网络中的每台计算机既可以作为网络服务的使用者,也可以向其他提出服务请求的客户提供资源和服务。这些资源可以是数据资源、存储资源或计算资源等。

对于P2P技术发展的必然性可以从三个方面去认识:

1)从事物发展的“螺旋式上升”规律的角度去认识P2P技术的发展。如果从网络操作系统设计思路的变化来看“P2P”技术,我们会发现,早期对等结构网络操作系统采取 “我共享你,你共享我”的设计思想,非对等结构网络操作系统采取 “能力强者为能力弱者服务”的设计思想,而P2P 网络信息资源共享模式采取 “人人为我,我为人人”的设计思想。这个过程正好体现出“螺旋式上升”的事物发展规律。导致这种演变的内在因素主要是:计算机硬件资源、计算机软件资源、计算机信息资源的丰富,以及网络用户对方便访问和利用信息资源与服务需求的提高。在这些因素中,个人计算机信息资源的丰富,以及用户对网络服务需求的提高是主要因素。

图3-11 客户/服务器模式与P2P工作模式的区别
2)从信息资源存储格局变化的角度去认识P2P技术的发展。

在所有联网的个人计算机硬件能力都很弱的初始阶段,采取对等结构是很自然的一件事。当计算机硬件能力增强,人们可以将一些高性能、高配置的计算机作为服务器,来为配置较低的个人计算机提供网络服务时,人们自然会采取“客户/服务器”的非对等结构。当网络应用发展到一定的阶段,作为客户的个人计算机硬件能力已经很强,网络用户自身的信息资源(如文档、音乐、语音、视频)积累已经比较丰富,很多有用的和个性化的信息都存储在客户上,甚至某些方面的信息积累已经超过服务器可以提供的服务。随着这种信息资源存储格局的变化,人们自然希望寻求一种方式以最快的速度、最灵活的方式获取这些信息,在这样的背景下,开展P2P技术的研究也就是很自然的了。

3)在不同技术发展阶段,人们对网络应用关注的重点也不同。初期阶段重点是在共享网络硬件上。中期阶段重点是在共享软件和数据上。到成熟阶段,重点应该转移到共享信息资源上。这正反映了用户希望自己在互联网中扮演角色的转变。用户开始不满足只作为信息资源的享受者,希望能同时扮演信息享受者和信息提供者的双重身份,这也正反映了用户网络应用水平的提高和网络作用的深化。

从以上三个方面可以看出,在计算机硬件配置提高,网络应用水平提高,网络信息资源积累与存储格局的变化的基础上,必将导致网络资源共享模式的变化,在这样的技术发展背景下出现的P2P网络的发展也就显得很自然。

『贰』 IPFS(星际文件系统)和P2P网络(对等网络)有什么区别

ipfs是一种区块链网络,p2p不是。二者网络有很多类似的地方,但是不同,ipfs网络中文件是分拆保存到各个节点的,同时有冗余数据保证容错性,p2p各个节点保存的数据是完整的

『叁』 p2p的原理是什么

P2P简介 P2P(Peer-to-Peer)这个词如果仅仅理解为一种网络拓扑结构,那不能称之为新鲜事物,因为早在许多年之前Internet刚刚诞生时就已经有了,而且当时的Internet就是一个P2P结构的大网络。人们之间完全是以“点-点”方式通讯的,根本不存在现在所谓的Server和Client。这可以看作是P2P最原始的形势。 经过几十年的发展,Internet上的资源逐渐丰富起来,并呈现爆炸式增长的态势。而与此同时,资源的流向却趋于集中化,大量公开的资源以所谓的Server形式在Internet上提供,网络应用也多以集中化方式提供服务,比如:Web、FTP等。不可否认,这种集中化的发展大大促进了Internet的普及与应用,成就了今天Internet的神话。然而,在这个唯一全球互联的网络上,集中化的方式使服务缺少个性,并充满着浓烈商业气息,人们每天机械地访问几个熟悉的门户网站的Web Server,去Mail Server上收发Email,到各种FTP Server去下载文件,就连人们喜欢的ICQ、QQ等即时通讯也是基于典型的Client/Server模型。今天的Internet已经完全“笼罩”在Server的控制中。 我们不否认Server对于Internet发展的重要贡献,因为“网络社会”同人类社会一样,也是由原始社会的“原始的民主”慢慢发展到“封建专政”,最后还会慢慢过渡到现代的民主,整个过程是在进步的。但应该看到,Server集中式的服务方式有许多技术弊端。一个最主要的问题就是资源无法得到充分利用。Internet最大的特点是全球互联,在Internet上最大的资源拥有群不是Server而是Client。可以说Client才是Internet的主体。有资料统计,全球Server提供的资源加在一起还不足Internet资源总量的1%。也就是说最多最好的资源实际上是存在于我们每一个人的PC中。随着硬件水平的发展,现在的PC无论是性能还是功能已经远远超越了原先对PC的定义。许多PC可以提供大容量的存储能力和高速的计算能力。人们迫切希望能打破Server的垄断,在Internet上拥有属于自己的空间。P2P技术正是基于这个目标而诞生的。 P2P技术不同于前面所说的基于Server的应用技术,它是基于P2P拓扑结构发展起来的一项新型网络通讯技术。从诞生之日起,P2P的宗旨就是要打破Server垄断,提供Server所不能提供的功能,弥补Server的不足,并充分利用和丰富现有的Internet资源。也就是说P2P不是要从根本上废除Server,在相当长的一段时间内,会与Server并存而共同发展。因此,从技术上讲,P2P技术一般都是基于成熟的TCP/IP协议的,并且借鉴Server应用中许多成熟的技术。从层次上划分,P2P应该属于网络应用层技术,与Web和FTP等应用是并列的。然而,P2P技术又比这些应用要复杂的多。 P2P非常强调一个词:Serverless。Serverless的提出意味着P2P技术将Internet服务提供方式划分为3种,完全基于Server(Server-based),少量借助Server(with-Server),完全脱离Server(non-Server)。P2P主要面向后两种情况。微软对Serverless这个词的解释是:“No server, but works better with server”。这或许是对Serverless概念比较精妙的概括。 “少量借助Server”这种方式是现在比较常见的P2P解决方案。像曾惹来广泛争议的Napster、现在欧美非常流行eDoney&eMule,以及我国P2P fans开发的Jelawat、Workslink等,都属于这类产品。目前这类产品多以File sharing服务为主,并兼有简单即时通信功能。这种方式的一个主要特点是,Server的功能已经远远退化,一般只作为Index Server使用,提供所有Peer以及之上各种文件列表查找索引服务。 “完全脱离Server”方式是P2P研究的重点和难点,也是P2P技术最终的目标。这种方式完全不需要Server的存在,所有Peer都是平等的,在P2P网络中所有的资源按照某种规则共享,同时任何Peer可以在任何时候在任何地点加入到某个P2P网络群体中。而这一切都根本不需要Server的配合和支持,当然works better with server。 二、P2P技术的应用前景 P2P技术带来的诸多好处是显而易见的。最大的好处就是资源将得到充分利用和最大化的共享,并且P2P技术还加强和改进了许多原有的应用。Microsoft在《Introction to Windows Peer-to-Peer Networking》一文中列举了几种应用情景(scenarios): l Real-time communications (RTC),实时通讯 n Serverless Instant Messaging,Serverless型即时通信 Instant Messaging(IM)在当今全球已经变得相当普遍。国外的ICQ、Yahoo Messenger、MSN Messenger以及国内的QQ等都已经吸引了大量用户使用。IM之所以能成为当今Internet上最受欢迎的应用,主要是因为它满足了人们对于通讯实时性的要求。然而,目前IM软件还是基于C/S模型设计的,用户的帐号、好友列表等信息都保存在Server上,甚至用户有时发出的消息也需要Server帮助转发。如果服务商的Server坏掉了或者正在检修,许多功能就会在一定时间内无法使用。Serverless型的IM基本不需要Server的支持,只要人们以某种形式(如:Workgroup)形成了P2P网络互联,就可以相互之间识别并通讯,中间过程无需Server的帮助。这不但会大大降低IM应用提供商的运营成本,而且减少人们对于Server稳定性的依赖。无论你是在Internet上,还是在独立的公司局域网上,甚至是在家中,都可以随时组成P2P网络进行通讯。 n Real-time Matchmaking and Game Play,实时比赛和游戏 网络游戏的发展速度同样是惊人的,而且现在新推出的游戏大都提供连线对战功能。然而与即时通信应用相似,基于C/S模型的连线对战同样需要性能强劲的游戏服务器支持。虽然也有许多游戏支持局域区连线对战,但如果我们想和海外的高手对战来一争高低又不得不约他们到指定厂商的Server上,造成许多麻烦和不便。P2P技术允许任何Peer可以单独建立区域型的P2P网络,可以让Internet上的任何人随时加入到其中,共同游戏娱乐。 l Collaboration,协同工作 n Project Workspaces Solving a Goal,项目组内协作 “协同工作”的概念现在越来越受到推崇和重视,一个很重要的原因就是现在的项目规模不断扩大,仅靠两三个人的力量是根本无法胜任的。而要很好地实现“协同工作”就必须有相应的软件支持。在Office的各个组件中,已经开始加入了“协同工作”的功能,在Visual Studio.NET里也引入了相应的功能,但这些仍然是基于C/S模型的“协同工作”。P2P技术实现的协同工作是无需Server支持的,而且同样可以组合成一个个Workgroup,在之上共享信息、提出问题、商讨解决方案等,提供更好的“协同工作”能力。 n Sharing Your Files with Other People,与其他人共享文件 File sharing已经相当普遍了,上面说的诸如eDonkey、eMule等都已经实现了这方面功能。但P2P技术真正想提供的是一种无Server的File sharing能力。我们如果想和远在美国的几个朋友分享一个MP3音乐文件,使用eDonkey等软件来Transfer这个文件是十分麻烦的,因为这些软件只提供全局共享能力。如果使用P2P技术开发的File Sharing软件,只要十分简单地形成一个P2P网络,就可以互相看到对方共享的文件,并随时下载,而且这种File sharing比现在的方式更加出色。而且这些是不需要Server的支持的。 n Sharing Your Experiences,共享体验 随着Wireless应用的普及,移动设备上网并收发MMS等应用已经变得不新鲜了,但对无线业务稍有了解的人都应该知道,我们的MMS还都是需要运营商Server的转发才能实现的。你有没有想过当你遇到一个令你激动的情景,只需要用手机的摄像头对准它,就可以将这个情景以Video的形式直接传送到你的朋友们那里,而这些看似只有在科幻电影中才有的镜头,在P2P技术中是完全可以方便地实现的。 l Content distribution,内容分发 n Text Messages,文本消息 Netmeeting中的White Board功能许多人应该都使用过,包括Chatroom中的聊天功能也都支持许多人一起聊天,所有人都能看到聊天信息。但这同样必须有Server在中间做存储转发才可以实现,而且许多Server都有聊天时间和聊天信息多少的限制,不能一直都挂在网上并随时看到所有的聊天信息。P2P可以实现一个Workgroup中7*24小时在线互联,并且随时分发通话的信息。新加入到这个Workgroup中的人还可以看到以前的信息。这是Server-based的Chat应用很难实现的。 n Audio and Video,音频和影像 现在十分流行的基于网络的电视电话会议应用也很普遍,在许多场合都发挥着重要的作用。而这种系统大都是由主会场的一台Server做中央控制服务器,将主会场的音频和视频信号压缩编码后通过有线或无线网络不断发送出去,到达分会场后再解码播放。如果想看到分会场的情况,必须不断地将分会场的信号传回主会场的中央Server,由它再分发到其他分会场。可以看出这个中转过程中浪费了不少网络传渥试础5 馐腔 贑/S模型无法避免的弊端。P2P技术使所有的会场都处于平等的地位。一个会场的信号会同时广播到所有的会场,会议系统只需要通过切换不同的接收信号,就可以收到所有会场的情况。 n Distribution of Proct Updates,分发产品升级补丁 产品推出后经常需要打补丁以解决发现的BUG或安全隐患,如Microsoft的Service Packs或Update。然而目前打补丁的方法基本上采用让用户自己下载网站上发布的补丁包,自行安装补丁的方法。这会造成许多问题,最严重的问题就是用户对补丁包的真伪不得而知,有时下载的补丁包实际是个大木马或者大病毒。这会给用户带来难以估量的损失。尽管有些软件已经提供自动升级能力,但基于Server补丁下载模式仍然没有变,同样会带来对Server稳定性和安全性的依赖。P2P技术使产品的分发变得十分简单,所有拥有这种产品的人会自动形成一个Workgroup,并且有严格的身份认证。产品厂商随时在这里提供升级补丁服务,而P2P技术会使你的电脑在不知不觉中完成打补丁和各种升级服务。 l Distributed processing,分布式计算 n Division and Distribution of a Task,分解和分发任务 分布式计算是当前计算领域一个热门的研究课题,也是P2P技术的高级应用。如何将一个大任务分解为许多个小任务,并通过网络分发到所有Workgroup中的电脑上进行计算,最后将结果统一汇总到一台电脑上,是分布式计算的一个主要的应用。这种想法的初衷是因为现在的PC计算能力已经大大加强,分布于世界各地的无数台PC拥有巨大的“计算潜能(Computing Potential)”。如何开采这部分潜能,使之共同协作完成就连巨型计算机都无法在短期完成的计算任务,是许多计算机科学家孜孜以求的目标。P2P技术为完成分布式计算提供了很好的平台。当然真正实现良好的分布式计算还需要许多技术的共同配合才能完成,P2P只是核心技术中的一种,但应该看到应用P2P技术实现分布式计算的应用正在慢慢实现,许多大公司如IBM、Intel都希望在这一领域有所作为而正在加紧实验。 n Aggregation of Computer Resources,整合计算资源 “网格计算(Grid Computing)” 的概念许多人都应该听说过,我国中科院也在这一领域做出了许多重要的研究成果。“网格计算”的核心思想就是要最大限度地利用闲置的网络资源,达到“积跬步以成千里,积小流以成江海”的巨大计算资源汇集效应。有人曾做过比喻:“如果你出门在外,家中的暖气是被浪费的热能,如果将一个城市中这些热能集中起来,不亚于一个小型发电站”。这种应用在高能物理、核物理、气象、水文、太空研究等海量计算领域有巨大的应用前景。而这恰恰是P2P技术擅长的地方。

『肆』 p2p的原理

P2P软件是基于P2P技术工作的

1、什么是p2p

P2P是一种技术,但更多的是一种思想,有着改变整个互联网基础的潜能的思想。

(1)p2p的概念

P2P是peer-to-peer的缩写,peer在英语里有“(地位、能力等)同等者”、“同事”和“伙伴”等意义。这样一来,P2P也就可以理解为“伙伴对伙伴”的意思,或称为对等联网。目前人们认为其在加强网络上人的交流、文件交换、分布计算等方面大有前途。

简单的说,P2P直接将人们联系起来,让人们通过互联网直接交互。P2P使得网络上的沟通变得容易、更直接共享和交互,真正地消除中间商。P2P就是人可以直接连接到其他用户的计算机、交换文件,而不是像过去那样连接到服务器去浏览与下载。P2P另一个重要特点是改变互联网现在的以大网站为中心的状态、重返“非中心化”,并把权力交还给用户。 P2P看起来似乎很新,但是正如B2C、B2B是将现实世界中很平常的东西移植到互联网上一样,P2P并不是什么新东西。在现实生活中我们每天都按照P2P模式面对面地或者通过电话交流和沟通。

即使从网络看,P2P也不是新概念,P2P是互联网整体架构的基础。互联网最基本的协议TCP/IP并没有客户机和服务器的概念,所有的设备都是通讯的平等的一端。在十年之前,所有的互联网上的系统都同时具有服务器和客户机的功能。当然,后来发展的那些架构在TCP/IP之上的软件的确采用了客户机/服务器的结构:浏览器和Web服务器,邮件客户端和邮件服务器。但是,对于服务器来说,它们之间仍然是对等联网的。以email为例,互联网上并没有一个巨大的、唯一的邮件服务器来处理所有的email,而是对等联网的邮件服务器相互协作把email传送到相应的服务器上去。另外用户之间email则一直对等的联络渠道。 当然但是过去的5年里,互联网的发展至少从表面上远离了P2P,互联网上绝大部分的节点也不能和其他节点直接地交流。Napster正是唤醒了深藏在互联网背后的对等联网。Napster的文件共享功能在局域网中共享目录也是再平常不过的事情。但是Napster的成功促使人们认识到把这种“对等联网”拓展到整个互联网范围的可能性。当然,在许多人的眼中,Napster并不是纯粹的P2P,它仍然需要一个处于中心协调机制。

事实上,网络上现有的许多服务可以归入P2P的行列。即时讯息系统譬如ICQ、AOL Instant Messenger、Yahoo Pager、微软的MSN Messenger以及国内的OICQ是最流行的P2P应用。它们允许用户互相沟通和交换信息、交换文件。用户之间的信息交流不是直接的,需要有位于中心的服务器来协调。但这些系统并没有诸如搜索这种对于大量信息共享非常重要的功能,这个特征的缺乏可能正 是为什么即时讯息出现很久但是并没有能够产生如Napster这样的影响的原因之一。

另外一个可以归入P2P是拍卖网站譬如eBay,人们在总结eBay的模式的时候用了C2C,是不是和P2P有一点类似?eBay就是一个将人们联系的和交易物品的社区,用户可以方便的搜索其他用户叫卖的商品。eBay提供了一些使得交易得以顺利进行的服务,但是交易是直接在用户之间进行的。如果将“交易”的概念推广,C2C就是P2P的一个特例,这里人们互相交换的是商品。

但如果仔细深究的话,Napster和即时讯息在赋予用户之间直接交流的能力、eBay使用户可以直接交易的同时,却破坏了服务器端的那种自互联网出现之初就存在的对等联网思想,因为它们都需要有一个位于中心的服务器来协调,而不是分布在世界上不同地方的、对等联网的许多服务器。这也正是诸如Gnutella和Freenet不断的宣称它们创造了“纯粹”的P2P,完全没有中心服务器的P2P服务。

(2)p2p的思想溯源:回到互联网的本质

如果回顾一下,我们会发现在WWW出现伊始P2P就是互联网的本质特征之一。人们各自建立网页、互相做链接,人们上网是沿着链接冲浪。那时的web是真正的“网”(web)。但是当Yahoo!和Lycos建立了搜索引擎和门户站点后,人们上网的方式被改变了,人们从此到一个地方去获取所有的信息。记得_blank">新浪曾经有一段时间说它们是“目标站点”模式,但是如果多问一句,现在人们一条一条地阅读_blank">新浪的新闻,在头脑中还有一个“网”的概念吗?最大的问题是,这些站点控制了信息的流动、充斥了过时的信息、阻碍了真正的交流,或者对于很多人来说,另外还有太多的广告。 P2P就是把控制权重新还到用户手中去。人们通过P2P可以共享硬盘上的文件、目录甚至整个硬盘。这种能量是非常令人激动的,那些费心存储在自己的硬盘上的东西肯定是我们认为最有价值,所有人都共享了他们认为最有价值的东西,这将使互联网上信息的价值得到极大的提升。是不是有一种和WWW刚刚出现的时候同样的激动呢?有一点。

因为每个Peer都代表了其后的人,基于自组织的网上社区也正在显现。与门户站点从上而下建立社区的方式不同,人们将以自发的方式形成社区。

当人们加入P2P网络的时候,所有人都拥有了平等的机会,所有人都拥有了极容易地在网络上创造“内容”的机会。当然,真正在网络上创造或提供内容的人还是少数的,据统计Gnutella的用户中仅仅有2%向其他用户提供了内容,即使在比较活跃的Usenet张贴文章的用户也仅占所有用户的7%。但是,P2P第一次使得所有上网的人都拥有了平等的机会。

下面试图用三句话来揭示P2P的影响:

对等联网:是只读的网络的终结(Peer-to-peer is the end of the read-only Web)

对等联网:使你重新参与互联网(Peer-to-peer allows you to participate in the Internet again)

对等联网:使网络远离电视(Peer-to-peer steering the Internet away from TV)如上文所言,P2P不是一个新思想,从某些角度看它甚至是整个最初创建互联网的最基本的思想。我们不妨花时间作一点回顾。

互联网的发展于近现代的许多尖端科学技术的发展模式并无不同,即都是先在军事工业形成,再转到民用领域。互联网发源于至今看来也十分新颖的战略思想:为了避免敌人的毁灭性武器命中全国的军事指挥控制中心,应该怎么办?传统的方法是一方面想方设法尽可能地不让敌人知道中心的确切位置,另一方面提高中心的抵御打击的能力。

但在当今的核武器年代,对方有着连一个星球都可以炸毁的核弹,再固若金汤的防御措施一旦受到攻击肯定马上化为乌有。而只要有机密存在,总有打探出机密的方法,所以靠保密中心所在位置的方法也不是长远之计。在这种情况下,美国的军事人员充分发挥逆向思维,想到既然不可能长期、有效地保护中心免受攻击,那么还不如根本不设中心!

让每一个基地乃至每一台电脑都能独立运作,这么一来等于有了无数中心,敌人除非真的将这个星球炸了,否则其中一个基地或电脑受损,也不影响其他基地或电脑继续发挥作用。正是这种“非中心化”的思想成为形成互联网最基本的概念。

但是许多技术出现之后往往并不会完全按照原先的设计发展,服务器/客户机的架构逐渐变成了互联网的主流,浏览变成了人们在互联网上最主要的生存方式。互联网的普通用户似乎在慢慢的退化、和电视观众一样被动地浏览着大网站们创造的内容。

人们在网络上的主要活动访问了在这么门户站点上,读新闻、参与讨论组、聊天。但是这使得设计的互联网的一个特性消失了——如果Yahoo因故中断服务如出现什么情况?这种假设不太容易看到,但是年初的黑客攻击各大网站造成的混乱似乎可以给我们一点联想的线索。

上面提到像Napster和即时讯息还是需要位于中心的服务器,那么Gnutella网站上的一句话可能表达了它们所推广的“纯粹”的P2P所包含的“非中心化”的理念:设计Gnutella是为了在核战中生存(Gnutella Is Designed to Survive Nuclear War)。

它的网站上这样描述,纽约的用户受到攻击至多只会影响那个地区的部分用户,而其他地方的Gnutella用户还能正常的使用,这不正是互联网最初的理想吗?

(3)Napster带来的革命

Napster是去年当时由只有18岁的肖恩·范宁(Shawn Fanning)开发的,它提供服务允许音乐迷们交流MP3文件。它与先前也被推上被告席的提供免费音乐下载MP3.com的不同就是在Napster服务器没有一首歌曲,Napster提供了一个新的软件供音乐迷在自己的硬盘上共享歌曲文件,搜索其他用户共享的歌曲文件,并到其他也使用Napster服务的用户硬盘上去下载歌曲。Napster在短时间里吸引了5000万用户,最终,它被五大唱片商以侵犯版权推上被告席而成为世界的焦点。

可能从来没有一个行业象唱片业这样,生存会因为一个小小的软件而受到如此深重的威胁。对于Napster引起的版权问题有过很多的讨论,但是多花一些时间讨论还是值得的,因为这个案件决定了也决定了P2P文件共享这一分支的前途,也决定了未来如何处理互联网上的版权问题。

10月31日原告之一BMG公司和Napster达成和解协议。舆论认为这表明唱片业意识到通过数字方式发布音乐将是不可阻挡的潮流,消灭Napster也无法阻止其他模仿Napster的服务商出现。因此还不如与之合作改变Napster,将之变成在线音乐销售的渠道。现在的唱片工业面临的可能不是如何“像压碎一个鸡蛋”那样压碎,而是与之合作,将Napster的5000万用户变成自己的客户。也就是将Napster的模式变成“合法化的Napster”模式。唱片工业的困境是如何防止那些Napster的模仿者继续免费提供歌曲。

2000年2月12日,美国旧金山第九巡回上诉法院的三名法官就音乐网站Napster版权纠纷案作出裁决,认为它侵害了各大唱片公司的版权。但是三名法官并没有应唱片公司的要求,决定立即关闭网站,而是把最初的判决送回给低一级的地方法院。法官们说,这项裁决内容过于复杂,需作进一步澄清。但错综复杂的法律过程和长达58页的判决书反映了现在既缺乏与互联网相关的版权法,也缺乏相应的司法实践。

但是,不管Napster案的结果如何都不能改变Napster后面的技术和思想给互联网带来的影响。“魔鬼”已经钻出了魔瓶,而魔瓶也已经被打破了。对于唱片界来说,至少它们销售唱片的方式被彻底改变了。下一个可能是好莱坞的电影工业,压缩技术和宽带网络将使得人们会在网络上轻易地传输整部电影。

事实上合法化的网络上已经出现了许多试图推出“合法化的Napster”模式的公司,譬如由Napster的创办人之一创办的lightshare.com和Flycode.com。P2P对于唱片商来说的确有吸引力,如果它们能够从用户身上收费的话。对于利用诸如一个集中的站点提供收费的mp3音乐下载,用户每次从网站下载的时候,网站都必须向电信交流量费,而使用P2P则使得这部分费用不再存在了。因此唱片商获得更多的利润,用户也应该可以得到更便宜的音乐。

从某种意义上软件也好像预测到了大规模盗版和文件共享可能带来的影响,这主要归功于开放源码软件给软件业带来的“头脑风暴”。在亚洲和东欧,软件业已经在反对盗版上打了败仗。这也正是微软极力推广一种“软件注册模式”,把软件作为按月付费的服务出售,而不再是向过去那样出售容易复制和盗版的硬拷贝。

当然,对所谓“合法化的Napster”模式还是有很多质疑。P2P的这种文件共享功能似乎没有带来什么附加值,尽管这个过程可能是非常有趣的。从另一方面来说,这项技术可能被用来推动人们重新参与互联网、创造他们自己的内容,这也许是价值所在。所有的社区网站都有一个“梦想”,让用户互动来产生内容,但是由于由上而下创建的社区的最根本上的问题,这种梦想从来没有真正实现过。P2P或许可以改变这一点。

Napster创造的奇迹同时也是揭示了在互联网时代普通人也具有改变整个世界的能力。当肖恩·范宁在波士顿的东北大学校园开发Napster的时候,他只不过是想和他在维吉尼亚的朋友共享mp3歌曲文件。现在这个小软件改变了整个世界。

(4)p2p改变了什么?内容转移到“边缘”

在回顾了Napster了问题和困境之后,下面将看看P2P的更多激动人心的东西和消除围绕这个新词的种种误解,以及看看P2P的机会主要在哪儿。

P2P带来的一个变化就是改变了“内容”所在的位置,内容正在从“中心”走向“边缘”,也就是说内容将主要不是存在几个主要的服务器上,而是存在所有用户的个人电脑上。

Napster的成功使我们不得不去质疑流传已久的两个断言,“应用服务提供商(ASP)是未来趋势”和“个人电脑死了”。ASP的一个基本假设就是对于大多数客户来说购买和维护高性能的服务器的成本太高了,但是P2P使得每个人办公桌上的电脑都可以成为“服务器”。用户原来是用台式电脑准备好数据之后再把数据上载到服务器上去,而使用P2P将不再需要这个过程。“个人电脑死了”这个断言就是个人电脑将主要用来浏览互联网、字处理等,因此最简单的瘦客户机就可以满足需求。P2P使得个人电脑再一次成为“中心”。P2P使得个人电脑重新焕发活力、不再是被动的客户端,而成为具有服务器和客户端的特征的设备,个人电脑将重新成为互联网的中心。

互联网的存储模式将由现在的“内容位于中心”模式转变为“内容位于边缘”模式。从这个角度看P2P带来了几个改变:

首先,客户不再需要将文件上载到服务器,而只需要使用P2P将共享信息提供出去;

其次运行P2P的个人电脑不需要固定IP地址和永久的互联网连接,这使得那些拨号上网的用户也可以享受P2P带来的变革,这部分用户在所有用户中占有极大的比重;

最后,P2P完全改变过去控制互联网的客户机/服务器模式,消除客户机和服务器二者之间的差别。

上文对Napster所遭遇的法律问题有很多讨论,但是换个角度来阐述,盗版问题往往也正显示存在大量未能满足的需求。Napster的惊人成功(这里指吸引大量用户而不是获得利润)是一种难得的对P2P的概念上可行性的证明,揭示了P2P改变互联网的潜力。直通桌面的宽带网络逐渐成为现实、个人电脑越来越强大足以胜任“服务器”功能也从另外的方面确保P2P发挥其能量。

个人电脑取代位于中心的服务器成为内容的主要存储地将对互联网的几个主要发展方向有着意义深远的影响:这可能改变Windows和Linux几年的“战争”的局面,当“桌面”和服务器逐渐融合,微软可能会极力推广其基于Windows2000的Web服务和“内容处于边缘”(内容处于桌面)模式,从而可能破坏Linux在服务器市场上存在的基础。

提供免费个人主页服务的公司存在的一个理由就是目前互联网使得普通用户很难拥有自己的服务器放置自己的内容。可以预言类似Napster的服务将会出现供人们在自己的个人电脑上发布主页和内容。

WAP等移动服务协议目前还主要关注让人们去使用处于中心的商业服务如新闻、股票信息等。但更多的时候人们最需要的信息是那些在他们的个人电脑上的信息,P2P使这成为可能。人们可以通过无线联网P2P访问他们的个人电脑,这也就是一些公司所宣传的个人化P2P(Personal P2P)的“无线版本”。

当然,这也不是说使用P2P的个人电脑可以取代服务器,那些安全的备份和需要专家来不断更新的数据还将存在于位于中心的服务器上。 可以这样看待P2P带来的转变,“内容位于中心”模式较好的适应了互联网初期的情况,个人电脑性能太差因而需要有专门的服务器、带宽太窄使得个人电脑不得不退化到被动浏览。宽带互联网、更稳定的更高性能的个人电脑使得我们有理由预言下一个5年将是由“内容位于边缘”模式主导。

(5)重新解读P2P

每个具有划时代意义的创新出现的时候它往往可能被人们误读。P2P这次也不例外,Napster让人们开始关注P2P,但也使得许多人认为P2P就是歌曲交换、文件交换,甚至认为P2P和盗版有着必然的联系。可以说人们对P2P的理解是被误导的和不完全的。

自由软件(Free software)出现之初也面临着误读的困境,人们开始的时候将Free理解为免费的,从而认为自由软件是不可靠的、认为自由软件运动是激进的“反文化的”。事实上Free更多的应该指自由地探索想法、在软件中表达出来和共享软件。这一点对自由软件的鼓吹者们来说是自然而然的,但是需要有人去告诉商界、媒体和公众自由软件在经济上和逻辑上是可行的。当时著名出版人O’reilly组织了一次自由软件峰会重新定义自由软件,将自由软件改名为开放源码软件(open source software)。这一重新定义使得人们开始拨开误解的乌云,了解Free的本质。开放源码将人们从有缺陷的软件、锁定效应和传统的软件分发渠道中解脱出来。自由表示合作将可以跨越公司的边界、共享基础性的开发,使人们可以把注意力集中到高附加值的服务上去。 今年8月,O’Reilly又组织另一次峰会来帮助人们认识P2P的潜力和消除Napster、Gnutella造成的P2P是盗版技术的负面影响。另外,他认为目前P2P的状态类似于“盲人摸象”,P2P技术的领导者们每个人都看到了P2P这头“巨象”的一些特征。,如果他们能够有机会交流思想,P2P将会更快地发展。这次P2P峰会主要有三个目的:定义P2P,我们要从中的到什么以及为什么;描述P2P的机会,P2P能解决什么样的问题;形成一个提供给大众的关于P2P的信息,消除那些负面影响。

参与P2P峰会的有媒体不断报道的那些提供文件交换服务如Napster、Gnutella、Freenet的开发者,也有那些试图挖掘P2P分布计算能力的公司和组织如Popular Power、SETI@home、distributed.net等的开发者。后面的三家公司希望使用P2P技术集中那些联接在网络上的电脑的空闲的CPU时间片断、内存空间、硬盘空间来替代“超级计算机”。其它正在进行的P2P应用还有,IBM、微软、Ariba也在合作开展一个名为UDDI的项目以将B2B电子商务标准化;Eazel正在建立下一代的Linux桌面;Jabber已经开发了一种基于XML、开放的即时讯息标准,Jabber被认为是建立了未来使用P2P数据交换的标准;由Lotus Notes的开发者创建的Groove试图“帮助人们以全新的方式沟通”;英特尔也在推广它的P2P技术以帮助更有效地使用芯片的计算能力。

列这样一个名单有一点枯燥,尤其是对于那些对于具体细节没有太多兴趣的读者,但这又是必要的。因为这些描述可以让我们更全面的了解。

(6)尚未被了解的P2P

Napster是与设备相关的,用户连接到到由它创建的P2P网络上是为了获取Mp3歌曲文件。但是对于即时讯息这一类P2P应用来说是完全不同的,别人连接的目的是和另一个Peer交流,而不必管他使用的是电脑、手持电脑或者手机。P2P提供了在网络上与设备无关的实时交流的能力。

这种将把用户实时的连接起来的能力是P2P最令人感到激动的特性。事实上我们可以从AOL的AIM、国内Oicq受欢迎的程度认识到这个事实。

能够实时地寻找和联络需要的人是商业应用的基本要求,电话可以做到这一点,而在网络上最常用的E-mail并不能做到这一点。因此,即时讯息将不仅仅是一个有趣的服务,更多的它将是下一个最基本的互联网商业工具。即时讯息现在看起来可能成为诸如客户服务、供应链管理等商业应用的平台。开发了一个开放源码的基于XML和Java即时讯息服务的Jabber似乎正是创建了一个这样的平台。Jabber的开发者似乎刻意集中了互联网现有的所有激动人心的东西:P2P、Java、XML和开放源码。它是不是有这种潜力呢?我们最好拭目以待,但Jabber的模式至少要比Napster要清晰得多。

Negroponte在其《数字化生存》中曾经有一个著名的论述,“网络上的东西将比人要多”。P2P将使得这些“东西”之间的直接交流成为可能,网络上每个设备都是“活跃”的,而不是像过去那样有部分是非常活跃,而有的则被动的,有时候直接交流的那些设备可能都是某一个用户自己的,譬如说掌上电脑和台式电脑的数据同步是最好的例子。如果用户的掌上电脑上有些数据和内容是台式电脑上没有的,台式电脑也应该能够向掌上电脑要求获取那些信息,这应该跟我们通过Napster到其他用户那儿去搜索和下载mp3歌曲一样。

最重要的一点是,不是网络上的节点数目而是这些节点如何参与网络决定网络是否强大、是否有价值。怎样使得网络上几亿的人和更多的设备都活跃地参与呢?P2P正是一系列架构、技术、策略的开端,它使得互联网的这一理想开始变为现实。现在人们看到的和预言的都只是冰山露出的一个小角,更多的还在水下。

(7)P2P中的P是人(People)!

Dave Winner的论断P2P中的P是人(people)!这可能是我读到的关于P2P最深刻的解读之一。

事实上,我们所处的真实生活是P2P的环境,人们可以和其他人直接地的交流。信息技术将我们带到了网络空间,在网络空间我们仍然希望还能够按照原来的P2P方式交流沟通。尽管互联网本质上是支持对等交流模式,但是网络的发展给对等交流增加了许多障碍。

正如许多技术专家所指出的,动态IP地址、_blank">防火墙、代理服务器从技术上使得对等连接变得很困难。更不用说目前的网络主导模式已经发展成为服务器/客户端模式,人们在网络上只能被动的接受那些大公司诸如Yahoo!、ABCnews.com等提供的信息,交流是非常困难的。(当然,在现实生活中诸如空间、社会等级等也束缚了人们的对等交流。但是如果网络能够使我们看到对等交流的可能性,为什么不去追求?)

可以这样类比,互联网的出现和电话的发明是具有同样的意义的,但是互联网最开始的主要特征是非实时的,更类似于传真,而没有提供像电话那样实时交流,现在P2P的即时讯息可能使得互联网上的实时交流变得和Web页面、E-mail那样普遍和不可或缺。

对于所有的P2P应用来说,最先要做的就是恢复互联网曾经失去的对等联网能力。这也正是Napster从概念上最大的缺陷。(email是具有P2P交流的特征的,但email缺乏实时交流的能力,它类似与传真,但我们还需要“电话”的。)

从“人”的角度上将,P2P发展的要点并不是P2P网络架构是如何,而是P2P将人们在网络上连接起来了,人们可以在网络这个更迅疾的媒介上处理那些需要沟通的问题。这是最重要的。尽管到今天还有人在怀疑互联网作为零售商业和B2B媒介的有效性,但是互联网已经从根本上改变了我们的交流方式是不需要任何讨论的。过分的谈了“纯粹的”的、完全消除控制的P2P是毫无意义的。中心化或者非中心化都只是工具,都是为了创造出使人们可以更有效地沟通的工具。

人类在现实生活中的经验至今仍只有极少的部分被应用到网络上,如新闻、B2C、B2B。现在,人们最常使用的P2P被移植到了网络空间。P2P可能改变一些我们已经熟知的、习惯了的产品和服务,也会创造更多。

究竟会出现些什么?预言未来的最好办法是去创造。

『伍』 P2P下载是什么原理啊

点对点技术,就是人可以直接连接到其他用户的计算机交换文件,而不是像过去那样连接到服务器去浏览与下载

P2P的概念

『陆』 P2P技术的工作原理和概念是什么

p2p的概念

P2P是peer-to-peer的缩写,peer在英语里有“(地位、能力等)同等者”、“同事”和“伙伴”等意义。这样一来,P2P也就可以理解为“伙伴对伙伴”的意思,或称为对等联网。目前人们认为其在加强网络上人的交流、文件交换、分布计算等方面大有前途。

简单的说,P2P直接将人们联系起来,让人们通过互联网直接交互。P2P使得网络上的沟通变得容易、更直接共享和交互,真正地消除中间商。P2P就是人可以直接连接到其他用户的计算机、交换文件,而不是像过去那样连接到服务器去浏览与下载。P2P另一个重要特点是改变互联网现在的以大网站为中心的状态、重返“非中心化”,并把权力交还给用户。 P2P看起来似乎很新,但是正如B2C、B2B是将现实世界中很平常的东西移植到互联网上一样,P2P并不是什么新东西。在现实生活中我们每天都按照P2P模式面对面地或者通过电话交流和沟通。

即使从网络看,P2P也不是新概念,P2P是互联网整体架构的基础。互联网最基本的协议TCP/IP并没有客户机和服务器的概念,所有的设备都是通讯的平等的一端。在十年之前,所有的互联网上的系统都同时具有服务器和客户机的功能。当然,后来发展的那些架构在TCP/IP之上的软件的确采用了客户机/服务器的结构:浏览器和Web服务器,邮件客户端和邮件服务器。但是,对于服务器来说,它们之间仍然是对等联网的。以email为例,互联网上并没有一个巨大的、唯一的邮件服务器来处理所有的email,而是对等联网的邮件服务器相互协作把email传送到相应的服务器上去。另外用户之间email则一直对等的联络渠道。 当然但是过去的5年里,互联网的发展至少从表面上远离了P2P,互联网上绝大部分的节点也不能和其他节点直接地交流。Napster正是唤醒了深藏在互联网背后的对等联网。Napster的文件共享功能在局域网中共享目录也是再平常不过的事情。但是Napster的成功促使人们认识到把这种“对等联网”拓展到整个互联网范围的可能性。当然,在许多人的眼中,Napster并不是纯粹的P2P,它仍然需要一个处于中心协调机制。

事实上,网络上现有的许多服务可以归入P2P的行列。即时讯息系统譬如ICQ、AOL Instant Messenger、Yahoo Pager、微软的MSN Messenger以及国内的OICQ是最流行的P2P应用。它们允许用户互相沟通和交换信息、交换文件。用户之间的信息交流不是直接的,需要有位于中心的服务器来协调。但这些系统并没有诸如搜索这种对于大量信息共享非常重要的功能,这个特征的缺乏可能正 是为什么即时讯息出现很久但是并没有能够产生如Napster这样的影响的原因之一。

另外一个可以归入P2P是拍卖网站譬如eBay,人们在总结eBay的模式的时候用了C2C,是不是和P2P有一点类似?eBay就是一个将人们联系的和交易物品的社区,用户可以方便的搜索其他用户叫卖的商品。eBay提供了一些使得交易得以顺利进行的服务,但是交易是直接在用户之间进行的。如果将“交易”的概念推广,C2C就是P2P的一个特例,这里人们互相交换的是商品。

但如果仔细深究的话,Napster和即时讯息在赋予用户之间直接交流的能力、eBay使用户可以直接交易的同时,却破坏了服务器端的那种自互联网出现之初就存在的对等联网思想,因为它们都需要有一个位于中心的服务器来协调,而不是分布在世界上不同地方的、对等联网的许多服务器。这也正是诸如Gnutella和Freenet不断的宣称它们创造了“纯粹”的P2P,完全没有中心服务器的P2P服务。

『柒』 p2p 原理

P2P是peer-to-peer的缩写,peer在英语里有"(地位、能力等)同等者"、"同事"和"伙伴"等意义。这样一来,P2P也就可以理解为"伙伴对伙伴"的意思,或称为对等联网。目前人们认为其在加强网络上人的交流、文件交换、分布计算等方面大有前途。

??简单的说,P2P直接将人们联系起来,让人们通过互联网直接交互。P2P使得网络上的沟通变得容易、更直接共享和交互,真正地消除中间商。P2P就是人可以直接连接到其他用户的计算机、交换文件,而不是像过去那样连接到服务器去浏览与下载。P2P另一个重要特点是改变互联网现在的以大网站为中心的状态、重返"非中心化",并把权力交还给用户。 P2P看起来似乎很新,但是正如B2C、B2B是将现实世界中很平常的东西移植到互联网上一样,P2P并不是什么新东西。在现实生活中我们每天都按照P2P模式面对面地或者通过电话交流和沟通。

??即使从网络看,P2P也不是新概念,P2P是互联网整体架构的基础。互联网最基本的协议TCP/IP并没有客户机和服务器的概念,所有的设备都是通讯的平等的一端。在十年之前,所有的互联网上的系统都同时具有服务器和客户机的功能。当然,后来发展的那些架构在TCP/IP之上的软件的确采用了客户机/服务器的结构:浏览器和Web服务器,邮件客户端和邮件服务器。但是,对于服务器来说,它们之间仍然是对等联网的。以email为例,互联网上并没有一个巨大的、唯一的邮件服务器来处理所有的email,而是对等联网的邮件服务器相互协作把email传送到相应的服务器上去。另外用户之间email则一直对等的联络渠道。??当然但是过去的5年里,互联网的发展至少从表面上远离了P2P,互联网上绝大部分的节点也不能和其他节点直接地交流。Napster正是唤醒了深藏在互联网背后的对等联网。Napster的文件共享功能在局域网中共享目录也是再平常不过的事情。但是Napster的成功促使人们认识到把这种"对等联网"拓展到整个互联网范围的可能性。当然,在许多人的眼中,Napster并不是纯粹的P2P,它仍然需要一个处于中心协调机制。

??事实上,网络上现有的许多服务可以归入P2P的行列。即时讯息系统譬如ICQ、AOL Instant Messenger、Yahoo Pager、微软的MSN Messenger以及国内的OICQ是最流行的P2P应用。它们允许用户互相沟通和交换信息、交换文件。用户之间的信息交流不是直接的,需要有位于中心的服务器来协调。但这些系统并没有诸如搜索这种对于大量信息共享非常重要的功能,这个特征的缺乏可能正为什么即时讯息出现很久但是并没有能够产生如Napster这样的影响的原因之一。

??另外一个可以归入P2P是拍卖网站譬如eBay,人们在总结eBay的模式的时候用了C2C,是不是和P2P有一点类似?eBay就是一个将人们联系的和交易物品的社区,用户可以方便的搜索其他用户叫卖的商品。eBay提供了一些使得交易得以顺利进行的服务,但是交易是直接在用户之间进行的。如果将"交易"的概念推广,C2C就是P2P的一个特例,这里人们互相交换的是商品。

??但如果仔细深究的话,Napster和即时讯息在赋予用户之间直接交流的能力、eBay使用户可以直接交易的同时,却破坏了服务器端的那种自互联网出现之初就存在的对等联网思想,因为它们都需要有一个位于中心的服务器来协调,而不是分布在世界上不同地方的、对等联网的许多服务器。这也正是诸如Gnotella和Freenet不断的宣称它们创造了"纯粹"的P2P,完全没有中心服务器的P2P服务。

影响:

对等联网:是只读的网络的终结(Peer-to-peer is the end of the read-only Web)

??对等联网:使你重新参与互联网(Peer-to-peer allows you to participate in the Internet again)

??对等联网:使网络远离电视(Peer-to-peer steering the Internet away from TV)如上文所言,P2P不是一个新思想,从某些角度看它甚至是整个最初创建互联网的最基本的思想。

『捌』 对等网络和P2P区别

即对等计算机网络,是一种在对等者(Peer)之间分配任务和工作负载的分布式应用架构,是对等计算模型在应用层形成的一种组网或网络形式。

『玖』 P2P软件使用与性能比较

你可以参考一下

P2P系统简单发展史

1999年,文件共享系统Napster诞生。Napster是最早的P2P实用系统,参与系统的是大量个人计算机用户,每个用户将自己愿意共享的文件提供出来,同时可以下载其他用户共享的文件。Napster需要解决的核心问题是必须知道哪些机器上有哪些文件,这样当用户提出文件搜索请求时才可以得到正确的匹配结果。

在Napster中使用一个中心服务器,称为目录服务器,存放所有文件的元数据信息(文件的标题和一些简单的描述信息)以及其存放结点的IP地址。结点加入系统时首先要连接目录服务器并报告自身地址及共享的文件列表。用户需要某个文件时向目录服务器提交搜索请求,目录服务器返回符合搜索要求的所有文件的存储地址,之后用户根据对应地址直接从共享此文件的结点处进行文件下载。由于目录服务器只提供索引服务,而不承担文件存储和下载服务,因此它支持上万结点同时在线。Napster在发布后迅速流行起来,很快成为增长最快的网络应用系统。

事实上,Napster中的结点并非全部对等,目录服务器要承担比其它结点繁重得多的工作,从这个意义上说,Naspter并非一个纯粹的对等系统。由于Naspter中的结点动态性很高(指结点的加入、退出很频繁),目录服务器就处在不断的更新之中。并且,目录服务器还要负责响应所有用户的查询请求。因此,当系统规模更大时,目录服务器还是会成为系统的瓶颈。此外,目录服务器的存在成为系统的关键点,也就成为整个系统最易受攻击的要害所在。在Naspter之后的P2P系统都在这一点上进行了重点改进,系统基本上都采用无中心结构,鲁棒性和可扩展性都得到大幅度提高。

Napster在初期取得了巨大成功之后,很快遇到版权问题的困扰。由于Napster上共享的文件有很多是音乐媒体文件,这些音乐媒体在未被授权时是不允许被广泛传播的。而Napster的目录服务器恰恰为这些文件的传播提供了支持,因此Napster很快受到音乐著作方为保护版权而发起的挑战,并于2001年被迫关闭。

Napster第一次验证了P2P思想在广域网范围内的可行性,在Napster关闭之后,更多的P2P文件共享系统迅速崛起,成为Internet发展的一股巨大浪潮,其中最著名的是Gnutella和KaZaA。

从Gnutella到KaZaA

Gnutella对Naspter的体系结构进行了彻底的改变,不再使用中心目录服务器,转而使用全对等结构:每个结点记录多个其它结点的IP地址(称为“指针”),这样整个系统的拓扑就成为一个由指针搭建起来的有向图,通常称这张图为“覆盖网”(Overlay),由于Gnutella的覆盖网中没有规定哪些结点之间必须有指针相连,因此整个覆盖网没有一个有序的结构(比如环形、立方体形、层次结构、树形结构、有向无环图等),被称作“非结构化覆盖网”(Unstructured Overlay)。

当用户需要进行文件搜索时,就在覆盖网上进行广度优先或者深度优先搜索,在搜索到一定的范围后,将得到的匹配搜索条件的结果返回给用户。由于这种搜索不可能遍及整个覆盖网,因此就存在不能搜全的问题。但是这个问题并不严重,因为大多数时候人们总是搜索一些比较热门(popular)的文件,而这些文件在整个系统中往往有很多份,只要搜索的范围不是很小,总可以搜到其中的一份或多份。当然,如何在非结构化覆盖网中搜索不热门的文件也是P2P研究中的一个热点问题,近年来也取得了一些进展。

实际上,这种对搜索完备性的牺牲换来了很高的可扩展性:系统不再有中心结点成为瓶颈,规模可以扩展到上百万甚至上千万结点的规模。并且,由于不存在易受攻击的关键结点,系统的鲁棒性也得到了提高。

KaZaA对Gnutella做了进一步的改进。由于系统中的大多数结点的动态性都很高,因此覆盖网中结点的指针就必须频繁更新,去除掉那些已经离开系统的结点,补入新的在线结点。人们从Napster和Gnutella的实际经验中得知,在P2P文件共享系统中结点的能力差异很大,有的结点能力很强,并且很稳定,每次上线之后能保持很长的在线时间,而更多的结点能力弱,且加入系统后很短时间(很多只有几分钟)就离开系统。这样,KaZaA利用系统中的强结点搭成系统的主干框架,而弱结点附属在临近的强结点上。也就是说:KaZaA把结点分成强、弱两种,强结点之间搭建类似于Gnutella的覆盖网,而弱结点只连接一个或几个强结点,并把自己的元数据(即共享文件的列表)发送给强结点,文件搜索只在强结点上进行。这样KaZaA获得了比Gnutella更高的稳定性和搜索效率。当前,KaZaA的同时在线用户稳定在三百万以上,已成为全球最大的分布式系统。

近期,P2P文件共享系统的版权问题也开始逐步得到解决,Napster在关闭之后被音乐软件生产商Roxio公司收购,Naspter网络被转而成为合法的软件发布渠道。之后,由于业绩看好,Roxio公司更名为Napster,并于2005年1月在纳斯达克上市。目前,Napster的全球注册用户已超过7000万。

P2P结构的应用和研究

另一方面,P2P文件共享系统的成功促使人们致力于在更多方面开拓P2P结构的应用。其中大文件分发系统BitTorrent和基于覆盖网的IP电话系统Skype最为成功。

传统的文件下载大多使用FTP等协议进行C/S方式的下载。这样,对于一些热点文件就会有很多用户同时需要下载,由于服务器端的带宽有限,就会有很多用户的请求得不到满足,从整体上看,下载效率很低。BitTorrent试图充分利用下载用户之间的带宽进行数据传输,从而减轻服务器负担,提高下载速度和系统的可扩展性(同时下载人数)。BitTorrent的基本策略是:每个用户从服务器上下载一部分数据,各个用户下载的部分不尽相同,之后用户之间互相交换对方没有的数据,最终使所有用户都获得全部数据。BitTorrent在推出之后迅速流行,由于越来越多的人使用BitTorrent在Internet上进行数据下载,很快使得P2P系统成为网络流量占据50%以上的Internet首要应用。

Skype作为基于覆盖网的IP电话系统提供了比以往通过Internet直接连接的IP电话更好的语音效果,因此受到用户的广泛欢迎。自2003年发布以来,其用户增长速度迅猛,截至2005年2月,Skype的注册用户已达2100万,同时在线用户超过200万。Skype的系统结构基本上类似于KaZaA,当用户之间需要语音通信时,Skype在覆盖网中找寻出一条当前带宽最大的覆盖网通路,通过多跳转发的方式进行数据传送。通常情况下,在覆盖网中找到的转发通路比起通话两点之间的直接通路质量要好,因此通话过程中语音也就更加清晰流畅。由于Skype的出现和高速发展,越来越多的用户转向IP电话,已经对传统的电信业构成了一定的威胁,而将来Skype这样的基于P2P的IP电话系统很可能会在很大程度上取代传统电话业务成为人们日常通信的基本方式之一。

在P2P系统在产业界迅速发展的同时,研究界也及时跟进,对P2P系统展开了大规模的研究工作。自2000年起,在OSDI、SOSP、SIGCOMM、USENIX、HOTOS等系统结构方向的顶级会议上不断出现关于P2P系统的重要研究成果。2001年,学界又召开了新的专门针对P2P系统的学术会议IPTPS,由于该会议受到各著名院校和研究机构的广泛关注,很快成为P2P研究领域的高峰会议,发表了大批优秀论文,成为P2P研究的风向标。从2002年开始,Berkeley、Stanford等著名大学相继开设了P2P相关的研究生课程,进一步推广了P2P这一新兴的研究方向。

精神实质是“结点合作”

P2P系统的精神实质是“结点合作”。因此,只要一个系统中没有管理者,所有任务都是依靠结点之间的交换与配合完成,这个系统就可以认为是P2P系统。总体上看,已有的P2P系统可以分为两类:

第一类称为“P2P服务系统”(Service-Oriented P2P Systems),P2P服务系统用对等的方式将广域网中的服务结点组织起来,向用户提供更强大、更可靠的服务(数据服务、计算服务、存储服务等),这一类系统包括图书馆资料合作维护系统LOCKSS、广域网分布式实验平台PlanetLab、P2P存储服务系统Ivy等等;

第二类称为“P2P交换系统”(Barter-Oriented P2P Systems)。P2P交换系统为Internet中的大量终端用户搭建资源交换的平台,用户可以在此平台上进行资源交换,所交换的资源可以是文件、数据块、存储空间等。这一类系统包括文件共享系统KaZaA、大文件分发系统BitTorrent、P2P存储交换系统Pastiche等等。

无论是P2P服务系统还是P2P交换系统都面临着很多在传统的分布式系统中没有的新问题:

结点数量大。

很多P2P系统已经达到上百万结点同时在线的规模,这样大的规模导致的一个直接后果是不可能使用全连接的拓扑结构(就是让每个结点记录当前所有的其它结点)。这样一来,如果让结点知道更多其它结点的信息并保证任意两个结点之间能够通信就成为一个棘手的问题。因此,P2P系统中的结点信息收集算法和覆盖网路由协议就成为P2P研究的一个重要方向。

结点动态性高。

对于用户来说,使用P2P系统的一个标准模式是“进入系统-查找资源-获得资源-离开系统”,这一过程通常时间不会很长,因此P2P系统的一个显著特点就是结点的平均在线时间短,实验测算,在Napster和Gnutella系统中结点的平均在线时间仅为2个多小时。结点的高动态性使得维护数据可用性的工作变得非常困难。

结点异构性强。

Internet中结点的硬件能力不同、接入方式不同。这就造成了参与P2P系统的结点在存储能力、计算能力和带宽能力上都有着很大差异,如何利用这种异构性把所有结点的可用资源都充分利用起来以提高系统各方面性能是P2P系统必须仔细研究的问题。

结点分布广泛。

P2P系统的结点在全球范围内分布,由于时区不同,系统的不同部分会在不同时间处于繁忙状态。这对负载平衡、任务迁移、复制策略等方面都提出了新的挑战。

网络异步性强。

传统分布式系统在集群或者局域网的范围内部署,网络属于同步网
(Synchronous Network),也就是说任意两个结点之间的通信延迟总有上限。而P2P系统部署在Internet这一异步网(Asynchronous Network)中,由于网络经常发生阻塞、扰动、分裂等情况,不能保证系统中任意两点的通信延迟有确定的上限。网络的异步性给一些需要严格语义的应用造成了很大困难。例如:复制算法在异步网中就不能保证严格的线性一致性(Linearizability)。那么如何在Internet环境下对于各种操作保证尽量强的可靠性和一致性就需要仔细的分析和研究。

结点之间不互信。

P2P结点来自于不同的组织和用户,结点之间没有天然的信任感,因此安全和隐私保密的工作就十分重要,如何在与别的结点交换数据时保护好自己的隐私一直是P2P研究的一个重要方向。

结点具有自私性。

很多理性用户总是试图多使用别人的资源,少贡献自己的资源。实验测算,在Gnutella中有25%的结点从不共享数据给别人,只从别人那里下载数据。并且有大量的用户(大约占30%)低报自己的带宽以降低其它用户下载其数据的意愿。如何激励用户多贡献自己的资源,保证交换中的公平性也是受很多研究者关注的热点方向。

系统全部暴露在公网中。

在传统的分布式系统中一般只有负责与用户交换的门户结点(Portal)才可以直接从Internet访问,而P2P系统的几乎全部结点可以直接从Internet访问,这使得P2P系统更容易受到攻击。尤其对于一些允许结点任意加入的系统(比如大多数P2P文件共享系统),如何防止联合攻击(Conspiracy Attack)就显得更加重要。

正是P2P系统的这些新特点使得P2P系统从一出现就显得与传统的分布式系统有着非常大的差别。这也是它之所以能够引起众多著名学者的研究兴趣的原因之一。

P2P应用系统应用现状

随着P2P技术的发展,人们尝试着使用P2P的方法解决各种问题,越来越多的P2P应用系统被提出并得到实践的检验,其中主要的包括:

广域网分布式存储系统(P2P存储系统)。

分布式存储系统一直是分布式系统的一个重要领域,传统的局域网范围内的分布式文件系统、分布式对象存储系统、分布式数据库都有着良好的研究基础。P2P技术出现后,人们试图把这些分布式存储系统向更大范围拓展,提出了在广域网中构建的分布式文件系统、对象存储系统和数据库系统。

视频组播系统。

视频组播的带宽要求很高,因此传统的C/S结构的组播系统的往往由于服务器出口带宽的限制而导致系统的可扩展性很差。在基于P2P结构的视频组播系统中,只有少数结点从服务器直接获取数据,更多的结点一方面从其它结点处获得数据,一方面也向其它结点提供数。整个系统的体系结构为树状结构或者网状结构。这种以对等方式构建的视频组播系统充分利用了结点之间的可用带宽而使系统的可扩展性大为提高。

大文件分发系统。

与视频组播系统类似,大文件分发系统也是通过结点之间互相传递数据以减轻数据源点的压力,体系结构也是树状结构或者网状结构。但是由于文件分发系统对实时性、最低可接受带宽等要求不高,因此相对于视频数据它能更充分的利用带宽,获得更高的可扩展性。

域名服务器(DNS)。

当前Internet的DNS服务器之间的连接使用树状结构。在这种结构中,对一些不常用的域名解析时由于在需要在树状结构中进行很多跳的查询转发,因此效率比较低。尤其是如果对一个错误域名进行解析,或者负责解析的服务器暂时不可用时,需要很长时间才能返回用户并显示查询失败。另外,由于现行机制下标识一份文档的url和它的存储地是直接相关的,这给文档的迁移带来很多不便。很多工作致力于使用P2P构架重建DNS系统,使其更高效,并且剥离文档标识与存储地点的相关性,取得了很好的效果。

网页合作缓存(Web Cache)。

Web站点经常出现访问热点而影响网页的可用性和访问效率。如果通过P2P的方式将网页在多个结点中进行多备份的合作缓存,可以很好的解决这一问题。这种合作缓存的方式既可以在多个客户端之间进行,也可以在多个服务器之间进行,还可以将服务器与其客户端组织起来取得更好的分配策略。

覆盖网路由(Overlay Routing)。

虽然Internet可以提供任意两点之间的数据通路,但是由于路由器更新、配置错误、网络拥塞等原因,常常会出现两点之间通信质量差甚至完全不能连通的情况。为了减少乃至避免这种情况的出现,人们提出可以在需要通信的很多结点之间搭建一个覆盖网,当两点之间直接通信不畅时,可以想办法通过其它结点的转发来实现更高效的通信。比如,当结点A无法向结点B发消息或者通信质量很差时,可能存在另一个结点C,A与C、C与B之间的通信都是畅通而良好的,这样A就可以将消息发给C,C再转发给B。

应用层组播(Application-Level Multicast)。

虽然IP层组播技术提出已经有十年之久,但一直没有被广泛使用,主要原因是它需要改变路由器算法,因此难以被广泛部署;而且IP组播需要记录组状态(组名与成员地址),使得协议十分复杂,也不符合Internet设计中一贯坚持的IP层无状态的基本原则。鉴于此,人们提出不需要IP层支持的应用层组播,也就是在需要收到消息的结点之间不断转发消息,以保证消息最终能够被该组的所有成员收到。很多应用层组播在结点之间通过树状结构进行组播,并且:(1)保证有结点进出时树状结构能够迅速修复;(2)优化这一树状结构,使其与下层Internet结构更为匹配,以提高组播效率,降低组播通信对Internet链路产生的压力。

另外,还有一些工作试图建立P2P搜索引擎、利用P2P系统测量网络状况、通过P2P路由消除防火墙与网关的障碍、构建P2P游戏系统等等,这里不再做更详细的介绍。

阅读全文

与p2p对等网络原理与应用pdf相关的资料

热点内容
微信公众账号关于酒的 浏览:466
韩顺平java百度网盘 浏览:314
怎么用安卓手机玩好k歌 浏览:548
数据库取数据 浏览:97
bcx文件计价软件 浏览:196
蜡笔小新微信头像小图 浏览:156
王朝霸域业gm工具 浏览:34
安兔兔验机网络超时 浏览:994
在手机上怎么转mp3格式的文件怎么打开 浏览:294
怎么把word里的横线去掉 浏览:891
大数据时代下的三种存储架构 浏览:26
北电网络为什么会破产 浏览:174
阿里云大数据专业认证acp 浏览:915
网络盗号赚了几十万不做了 浏览:36
电脑上出现很多lnk文件 浏览:175
小程序qq群 浏览:426
iphonerealguitar 浏览:442
mysql数据库查询习题 浏览:963
win10桌面文件夹软件下载 浏览:839
微信群怎么匿名发消息吗 浏览:162