试析基于P2P网络应用研究

作者：李虎军 林学华 钱贵平

论文关键词:p2p　网络结构　文件共享　分布式

论文摘要:随着网络与信息资源的飞速发展，p2p文件共享系统等分布式网络应用已经成为人们获取网络资源信息的重要途径本文围绕p2p技术的结构模式及其特点进行了分析.并举例说明pzp网络应用。

0，引言

p2p是英文peer-to-peer(对等)的简称，又被称为”点对点”。”对等”技术，是一种近几年兴起的网络新技术，属于覆盖层网络(overlay network)的范畴，是相对于客户机/服务器(c/s)模式来说的一种网络信息交换方式l}l，依赖网络中参与者的计算能力和带宽，而不是把依赖都聚集在较少的几台服务器上。p2p网络技术改变了人们使用网络的方式，也为未来网络的发展提供了一种新的思路。p2p网络具有良好的扩展性和健壮性，性价比也较高，p2p与其说是一种技术，不如说是一种思想。p2p网络是在ip网络基础之上，通过应用软件构筑起来的一个逻辑覆盖网，并不是独立于现行的ip网络之外的什么特殊网络。在实际物理网络中安装有某种p2p软件的节点可以构成一个逻辑覆盖网络，而没有安装这种p2p软件的节点则被排除在外。在p2p网络中，网络中的资源和服务分散在所有节点上，信息的传输和服务的实现都直接在节点之间进行，可以无需中间环节和服务器的介人，客户端实现了直接通讯。这样，庞大的终端资源被利用起来，降低了部署成本以及复杂性，从而一举解决了c/s模式中的两个弊端。

1. p2p的结构模式

p2p模式的主要结构形式有三种:集中式p2p、分布式p2p和混合式p2p，具体概括如下:

1.1集中式p2p

集中式p2p模型形式上有一个中心服务器负责记录共享信息以及应答对这些信息的查询。每一个对等实体对它将要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它对等实体上的信息。该模型的p2p网络又可以根据中心服务器提供的功能分为以下三类:

(1)带有提供发现、查询和内容存储功能服务器的p2p网络。在这种网络中，中心服务器正如在传统的c/s模型中一样，处于支配地位。所有资源都存放在服务器上，客户端只能被动地从服务器上读取信息，但是客户端之间并不具有交互能力。

(2)带有提供发现和查询功能服务器的p2p网络。在这种网络中，所有网上提供的资源都分布存放在提供资源的客户端上，服务器仅保留索引信息，此外服务器与客户端以及端与端之间都具有交互能力。

(3)带有提供发现功能服务器的p2p网络。在这种网络中，服务器仅提供在网上的客户端的清单，而端与端之间建立连接和通信是客户端之间的任务。为了查询某个文件，计算机必须逐个询问所有的端，直到找到所需的资源或者返回错误信息，可见这种网络的效率很低。

1.2分布式p2p模型

由于存在中心服务器，集中式p2p模型系统稳定性很大程度上取决于该服务器的稳定性。这种形式不需要有中心服务器和中心路由器，其中的每一个peer都作为对等实体，地位是完全平等的。每一个peer既可以作为客户机又可以作为服务器，并且它们与相邻的peer有相同的能力。同时，p2p应用开发者也在不断力求技术创新，避免不必要的麻烦。目前分布式的p2p网络可以分为两类:

(1)非结构化的p2p网络。这种网络避免了对中心服务器的依赖，而且网络配置简单。但是由于没有确定的拓扑，采用这种网络的应用无法保证查找资源的确定性，往往会漏掉网络中的一些资源。

(2)结构化的p2p网络。这种网络利用网络的高度结构化实现信息的有效查询。bloom filter以及动态型bloom filter等bloom filter的变种形式在这种网络中找到了用武之地。最新研究成果就是基于dht的分布式发现和路由算法。

1.3混合式p2p模型

混合式p2p模型结合了集中式和分布式模型的优点，在设计思想和处理能力上都得到了进一步优化。将节点分为用户节点、搜索节点和索引节点3类，既避免了提供中心服务器带来的麻烦，又保留了中心服务器的优势。一方面，由于组合了多于一种方法，混合式模型增加了复杂性;另外，设计者克服了纯粹p2p方法的限制，混合式模型显示出了对环境条件的高度适应性。同时混合式模型也解决了大规模动态和异构p2p应用中所出现的大量冲突问题。

2.基于pzp网络的应用

随着p2p网络技术的不断发展。目前,p2p网络技术在高校校园网络中运用广泛。例如p2p网络技术在文件共享、流媒体直播与点播、分布式科学计算、信息检索中都得到了较好的运用。

2.1文件共享

在高校校园网络中，应用p2p技术可以使校内的任意两台计算机直接相互共享文本、音乐、影视或多媒体等文件;网上计算机之间可以直接进行交互，不需要使用任何一台中央服务器。在传统的web方式中，要实现文件交换需要将文件上传到特定网站，用户再到网站上搜索需要的文件，然后进行下载，这对用户而言非常不方便。在pzp网络中，用户通过不同的查询机制定位含有所需资源的其他pc机后，可以直接与其建立连接并下载所需文件。

2.2流媒体直播与点播

在流媒体直播和点播过程中，人们发现p2p非常适合于流媒体的应用。在流媒体领域，p2p技术也由于其对等传输的特性被广为看好。p2p流媒体技术主要应用于视频直播和视频点播两种数据传输方式，两者之间最大区别在于对等节点之间的数据共享模式。视频直播用户在下载流媒体文件的同时进行数据的播放，它将下载到的流媒体数据直接放入系统内存中，并不对下载的流媒体数据进行保存，这样客户端下载的数据信息并不是存放在硬盘上而是在内存中。而视频点播正好相反，它首先采用一定的文件调度策略将所有的流媒体文件下载到系统硬盘上，当文件下载完毕后再进行播放。由于p2p流媒体的保证，网络视频直播、点播以高清晰的画面、高音质音频和流畅的播放速度给传统互联网用户带来“声色兼备”的强大冲击。

2.3分布式科学计算

intel将p2p计算定义为”通过系统间的直接交换所达成的计算机资源与信息的共享”，这些资源与服务包括信息交换、处理器时钟、缓存和磁盘空间等。p2p计算允许用户使用网络中集中的处理能力，它可以帮助相关组织进行以前不可能进行的繁重计算工作，譬如利用p2p技术的特性，将计算任务划分到数十万甚至数百万台个人计算机上，用来破解蛋白质或是dna密码。p2p计算正在得到业内一致的看好，它成功地将许多有趣的分布计算技术重新拉回到人们视线当中。总之，对于任何一个高校校园网络的广大师生来说，p2p计算的好处是拥有更低的成本和更快的处理速度。

2.4信息检索

基于p2p的校园网络搜素引擎使信息检素更具有针对性，搜索更新周期缩短，并且引人了p2p资源共享技术，充分利用议大规模分布形式存在的信息，弥补传统搜索引擎无力深度挖掘信息的弱点。p2p网络的分散性使得基于p2p的信息检索可以挖掘到终端设备上动态存储的海量信息，从而改变了传统搜索引擎只能检索网站上静态页面的现状。

3.结束语

p2p技术在国内的应用还刚刚起步，多数人对p2p的认识还不完整，甚至还有很多误解，例如盗版、管理性差等问题很容易与p2p联系起来，不管是迫于数字版权问题的压力，还是p2p技术问题,p2p网络技术始终不断朝着成熟的方向发展。