1、P2P的應(yīng)用與發(fā)展電腦網(wǎng)絡(luò)座位號(hào):職 稱:新疆農(nóng)業(yè)大學(xué) 科學(xué)技術(shù)學(xué)院 課程論文題 目： 課 程： 姓 名： 專 業(yè)： 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師:2014年05月20日P2P的應(yīng)用與發(fā)展婁光緒 指導(dǎo)教師：王紅梅摘要：自P2P技術(shù)從1999年出現(xiàn)之后，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展繁榮起來。由于P2P構(gòu)架靈活，適用面廣闊，所以將P2P應(yīng)用到新領(lǐng)域的現(xiàn)象層出不窮，P2P的軟件產(chǎn)品 也如雨后春筍一般爆炸性增長(zhǎng)。通過本文的描述可以看出，P2P的基本原理是容易實(shí)現(xiàn)的，人們的研究方向向也由基礎(chǔ)架構(gòu)的構(gòu)建和維護(hù)及優(yōu)化算話等桎梏中擺 脫出來，開始深入到P2P技術(shù)的根本性問題中去。P2P網(wǎng)絡(luò)徹底消除了對(duì)中央服 務(wù)器的需求 ,可

2、以讓用戶彼此之間直接搜索和交換數(shù)據(jù) ,為共享資源的有效實(shí)現(xiàn) 奠定了基礎(chǔ)。本文淺析了 P2P技術(shù)應(yīng)用的幾個(gè)方面，其本身存在的問題。關(guān)鍵詞： P2P 交換數(shù)據(jù) 共享資源 中央服務(wù)器The Application and Development of P2PNameLou Guangxu Teacher: Wang HongmeiAbstract ：Since P2P technology from after 1999 appears, has now grown to flourish. Since P2P architecture flexible, broad applicability,

3、so the P2P applications to new areas emerging phenomenon, P2P software products are also springing up in general explosive growth. As can be seen from the description herein, the basic principles of P2P is easy to achieve, people have to get out to the research by the construction and maintenance of

4、 infrastructure and optimization count words such as shackles, began to go deep into the fundamental issues of P2P technology to go. P2P networks eliminate the need for a central server, allowing users to each other and exchange data between the direct search for effective sharing of resources of th

5、e foundation. This paper analyzes the technical aspects of P2P applications, and its inherent problems. Key words: P2P exchange of data center servers to share resources 引言：P2P是一種分布式網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)的參與者共享他們所擁有的一部分硬件資源 處理能力、存儲(chǔ)能力、網(wǎng)絡(luò)連接能力、打印機(jī)等 ，這些共享資源需要由網(wǎng) 絡(luò) 提供服務(wù)和內(nèi)容， 能被其它對(duì)等節(jié)點(diǎn) (Peer) 直接訪問而無需經(jīng)過中間實(shí)體。 在此 網(wǎng)絡(luò)中的參與者既是資源服務(wù)和

6、內(nèi)容提供者 Server ，又是資源服務(wù)和 內(nèi)容獲取；它具有非中心化、可擴(kuò)展性、健壯性 、高性價(jià)比、隱私保護(hù)、負(fù) 載均衡的特點(diǎn)等。P2P 概述P2P 發(fā)展簡(jiǎn)史1999年，文件共享系統(tǒng)Napster誕生。Napster是最早的P2P實(shí)用系統(tǒng)，參與系 統(tǒng)的是大量個(gè)人電腦用戶， 每個(gè)用戶將自己愿意共享的文件提供出來， 同時(shí)可以 下載其他用戶共享的文件。 Napster 需要解決的核心問題是必須知道哪些機(jī)器上 有哪些文件，這樣當(dāng)用戶提出文件搜索請(qǐng)求時(shí)才可以得到正確的匹配結(jié)果。Napster 在初期取得了巨大成功之后，很快遇到版權(quán)問題的困擾。由于 Napster 上共享的文件有很多是音樂媒體文件， 這些

7、音樂媒體在未被授權(quán)時(shí)是不允許被廣 泛傳播的。而 Napster 的目錄服務(wù)器恰恰為這些文件的傳播提供了支持，因此 Napster 很快受到音樂著作方為保護(hù)版權(quán)而發(fā)起的挑戰(zhàn)， 并于 2001 年被迫關(guān)閉。 Napster第一次驗(yàn)證了 P2P思想在廣域網(wǎng)范圍內(nèi)的可行性，在Napster關(guān)閉之后， 更多的P2P文件共享系統(tǒng)迅速崛起，成為In ternet發(fā)展的一股巨大浪潮，其中 最著名的是 Gnutella 和 KaZaA。近期，P2P文件共享系統(tǒng)的版權(quán)問題也開始逐步得到解決，Napster在關(guān)閉之后被音樂軟件生產(chǎn)商 Roxio 公司收購(gòu)， Naspter 網(wǎng)絡(luò)被轉(zhuǎn)而成為合法的軟件發(fā)布渠 道。之后，

8、由于業(yè)績(jī)看好，Roxio公司更名為Napster，并于2005年1月在納斯 達(dá)克上市。目前，Napster的全球注冊(cè)用戶已超過7000萬。圖一為P2P的網(wǎng)絡(luò) 構(gòu)成示意圖Win?IPWin?QnuxP2P的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成示意匾-A-A 圖一P2P需面臨問題及解決之道在P2P發(fā)展的今天，P2P需要面臨著許多問題，例如版權(quán)問題國(guó)外Napster、Gnutella，國(guó)內(nèi)Verycd、迅雷都遇到這樣的問題。解決之道：視頻播放應(yīng)用領(lǐng)域的廣告收入買版權(quán)的方案。吞噬網(wǎng)絡(luò)帶寬從全球來看，晚上時(shí)段的網(wǎng)絡(luò)帶寬有95%被 P2P占據(jù)早期Bt應(yīng)用軟件遭到ISP的封堵。解決之道：P4P 標(biāo)準(zhǔn)Proactive network

9、Provider Participationfor P2F（傳統(tǒng)的P2P方式下數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)和傳輸是隨機(jī)的，也就是說這種傳輸方式可能占據(jù) 任意一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)或者出口的帶寬。而P4P則是智能選取數(shù)據(jù)交換對(duì)象，更多的通過智能運(yùn)算選擇同一路由器或者地域性網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，最大程度上解決大型節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)出口負(fù)載，同樣通過智能選擇數(shù)據(jù)交換對(duì)象也能大大提高數(shù)據(jù)傳 輸能力。舉例來看。西工大的用戶就可以優(yōu)先和本校的用戶來實(shí)現(xiàn)文件片段的交 換，再擴(kuò)展至較遠(yuǎn)的地區(qū)，有十分的必要時(shí)，才會(huì)出國(guó)進(jìn)行文件片段交換。當(dāng)然， P4P的運(yùn)行機(jī)制，要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過“同城交換”的概念，它還會(huì)根據(jù)用戶的上行、下 載帶寬進(jìn)行綜合判斷，以進(jìn)行最有效選

10、擇，最大化整體交換的效率。值得一提的 是，P4P的開山鼻祖是一位工作在耶魯大學(xué)的中國(guó)人，謝海永博士。謝博士系美 國(guó)分布式計(jì)算工業(yè)聯(lián)盟（DCIA）和P4P工作組的首席研究員，提出并完成了P4P理論和系統(tǒng)設(shè)計(jì)。這項(xiàng)中國(guó)人主導(dǎo)的發(fā)明，在商業(yè)測(cè)試中有出色表現(xiàn)。根據(jù) Verizon的反饋，使用P4P技術(shù)，P2P用戶平均下載速度提高60%光纖到戶用 戶提高205%665%此外，運(yùn)營(yíng)商內(nèi)部 數(shù)據(jù)傳送距離減少了 84%用戶有58%Peer用戶用的數(shù)據(jù)是來自同城，較傳統(tǒng) P2P的6.3%比例有了近10倍提升。 管理困難（P2P網(wǎng)絡(luò)的精髓在于其烏托邦式的管理方式） 相對(duì)于C/S , P2P傳輸內(nèi)容不易控制，垃圾信

11、息，黃色信息另外, 戶認(rèn)證困難。圖二為P2P與C/S圖解決之道：管理的P2P應(yīng)用，如Skype.協(xié)同軟件圖技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的定制P2P技術(shù)各向發(fā)展，開發(fā)資源統(tǒng)一合力，標(biāo)準(zhǔn)遲遲未能確定。解決之道：Intel的P2P網(wǎng)絡(luò)分層協(xié)議，Sun的jxta 。P2P的應(yīng)用對(duì)于目前在in ternet網(wǎng)上的普通用戶，很多應(yīng)用基本都采用了 P2P技術(shù) 圖三為 P2P的應(yīng)用圖文件分享流媒體應(yīng)用即時(shí)通訊協(xié)同應(yīng)用軟件頤共享及云存儲(chǔ)N即朮r ET紳P詐青毎W師確昭工旦迅雷.F ir.rGrimug nsLdlft酷.尋網(wǎng)r護(hù)p(IM )Hrn-.r-qi .y WET 竊me丹F；同芒 毎 Gh-Star :.洛1訊域IW軾埶

12、grtve等圖三P2P的實(shí)現(xiàn)原理P2P的資源定位P2P資源定位技術(shù)為P2P系統(tǒng)提供了拓?fù)錁?gòu)造、消息路由和資源搜索等關(guān)鍵性基 礎(chǔ)功能。因此，P2P資源定位技術(shù)是P2P基礎(chǔ)性關(guān)鍵技術(shù)。P2P系統(tǒng)具有的規(guī)模 巨大和動(dòng)態(tài)性強(qiáng)等特點(diǎn)給P2P資源定位技術(shù)帶來了很多挑戰(zhàn)。所以，P2P資源定 位技術(shù)具有自己獨(dú)有的要求：應(yīng)采用分散式 (deee ntraliezd) 的結(jié)構(gòu)，通過有效 的分布式算法來實(shí)現(xiàn)資源定位，盡可能不依賴于少數(shù)中心服務(wù)器；應(yīng)能適應(yīng)不同 結(jié)點(diǎn)規(guī)模的P2P系統(tǒng)，能夠支持大規(guī)模的結(jié)點(diǎn)和資源；應(yīng)能夠自適應(yīng)系統(tǒng)中結(jié)點(diǎn) 的動(dòng)態(tài)加入或退出，提供相對(duì)穩(wěn)定的資源定位服務(wù)；應(yīng)能夠提供一定的容錯(cuò)能力， 在部分網(wǎng)絡(luò)

13、連接或結(jié)點(diǎn)失效時(shí)仍能保證系統(tǒng)的可用性。目前，針對(duì)非結(jié)構(gòu)化拓?fù)涞腜2P系統(tǒng)采用的資源定位方法主要有：使用中央目錄 服務(wù)器來支持資源定位，通過受限泛洪(nooding)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的資源搜索，隨機(jī)搜 索等技術(shù)等來實(shí)現(xiàn)資源的定位，但總體說來，非結(jié)構(gòu)化拓?fù)銹2P系統(tǒng)中資源定位 技術(shù)的可擴(kuò)展性和性能較差、資源定位的效率和準(zhǔn)確率難以保證等問題仍相當(dāng)突 出，有待深入研究。結(jié)構(gòu)化拓?fù)涞?P2P系統(tǒng)通常采用分布哈希表(Disrtibutded Hash Table)方法作為資源定位技術(shù)。DHT方法中同時(shí)實(shí)現(xiàn)了 P2P系統(tǒng)的拓?fù)錁?gòu) 造、消息路由和資源搜索三大功能。在DHT方法中，每個(gè)結(jié)點(diǎn)都有唯一的結(jié)點(diǎn)標(biāo) 識(shí)(如通過哈

14、希函數(shù)根據(jù)其Pl地址得到或根據(jù)某種規(guī)則動(dòng)態(tài)創(chuàng)建)，系統(tǒng)根據(jù)結(jié) 點(diǎn)標(biāo)識(shí)構(gòu)建PZP網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹Ｃ總€(gè)結(jié)點(diǎn)都維護(hù)一個(gè)“路由表”，保存相關(guān)鄰居結(jié)點(diǎn) 的信息。DHT消息路由過程與PI路由過程相似，每個(gè)結(jié)點(diǎn)根據(jù)其“路由表”將 消息轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)的鄰居結(jié)點(diǎn)上，直到消息最終到達(dá)目標(biāo)結(jié)點(diǎn)。當(dāng)結(jié)點(diǎn)加入或退出 時(shí)，各相關(guān)結(jié)點(diǎn)需要修改路由表，并動(dòng)態(tài)調(diào)整，以維護(hù)分布哈希表的一致性。Nat穿透在電腦科學(xué)中，NAT穿越NATtraversal 涉及TCP/IP網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)常見問題， 即在處于使用了 NAT設(shè)備的私有TCP/IP網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)之間建立連接的問題。 會(huì)遇到這個(gè)問題的通常是那些客戶端網(wǎng)絡(luò)交互應(yīng)用程序的開發(fā)人員，尤其是在對(duì)等

15、網(wǎng)絡(luò)和VoIP領(lǐng)域中。IPsec VPN客戶普遍使用NAT-T來到達(dá)使ESP包通過NAT 的目的。盡管有許多穿越NAT的技術(shù)，但沒有一項(xiàng)是完美的，這是因?yàn)镹AT的行為是非標(biāo) 準(zhǔn)化的。這些技術(shù)中的大多數(shù)都要求有一個(gè)公共服務(wù)器，而且這個(gè)服務(wù)器使用的是一個(gè)眾所周知的、從全球任何地方都能訪問得到的IP地址。一些方法僅在建立連接時(shí)需要使用這個(gè)服務(wù)器，而其它的方法則通過這個(gè)服務(wù)器中繼所有的數(shù)據(jù) 這就引入了帶寬開銷的問題。兩種常用的NAT穿越技術(shù)是：UDP打洞和STUN除此之外，還有TURN, ICE, ALG 以及SBC 2.3數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理是對(duì)數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、檢索、加工、變換和傳輸。數(shù)據(jù)是對(duì)事實(shí)、概

16、 念或指令的一種表達(dá)形式，可由人工或自動(dòng)化裝置進(jìn)行處理。數(shù)據(jù)的形式可以是 數(shù)字、文字、圖形或聲音等。數(shù)據(jù)經(jīng)過解釋并賦予一定的意義之后，便成為信息。 數(shù)據(jù)處理的基本目的是從大量的、 可能是雜亂無章的、難以理解的數(shù)據(jù)中抽取并 推導(dǎo)出對(duì)于某些特定的人們來說是有價(jià)值、有意義的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理是系統(tǒng)工程 和自動(dòng)控制的基本環(huán)節(jié)。數(shù)據(jù)處理貫穿于社會(huì)生產(chǎn)和社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域。數(shù)據(jù)處理技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用的廣度和深度，極大地影響著人類社會(huì)發(fā)展的進(jìn)程。圖四為數(shù)據(jù)處理流程數(shù)據(jù)的處理大S（流程:數(shù)據(jù)切塊傳輸數(shù)據(jù)校驗(yàn)期居重組圖四P2P的改進(jìn)和新趨勢(shì)3.1 P2SP就是下載不再象傳統(tǒng)方式那樣只能依賴服務(wù)器，內(nèi)容的傳遞可以在網(wǎng)

17、絡(luò)上的各個(gè) 終端機(jī)器中進(jìn)行。P2SP除了包含P2P以外，P2SP的“ S是指服務(wù)器。P2SP有 效地把原本孤立的服務(wù)器和其鏡像資源以及 P2P資源整合到了一起。圖五為P2SP 實(shí)際流程圖2, T篙要下就立畔艮.紳丈件昨帝2 3返回丈咖T空蝕返海件加r：k (PJPtti tJl 】Itt丼總fi.fi總茨文8 &i：件卞載劃冬五P4PP4P全稱“ Proactive network Provider Participation for P2P”， 是 P2P技術(shù)的升級(jí)版，意在加強(qiáng)服務(wù)供給商（ISP）與客戶端程序的通信，降低骨干網(wǎng)絡(luò) 傳輸壓力和運(yùn)營(yíng)成本，并提高改進(jìn)的P2P文件傳輸?shù)男阅堋ＥcP2P

18、隨機(jī)挑選Peer對(duì)等機(jī)不同，P4P協(xié)議可以協(xié)調(diào)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋽?shù)據(jù)，能夠有效選擇Peer，從而提咼網(wǎng)絡(luò)路由效率。圖六為 P4P的示意圖A省運(yùn)營(yíng)商2B省圖六4總結(jié)P2P技術(shù)得勢(shì)于其開放性，自1999年產(chǎn)生以來，不斷的在改進(jìn)和優(yōu)化；同時(shí)在 PC電腦存儲(chǔ)能力大力提升，互聯(lián)網(wǎng)帶寬高速擴(kuò)充的時(shí)代節(jié)奏下，P2P是一種趨勢(shì)。 由于P2P構(gòu)架靈活，適用面廣闊，所以將P2P應(yīng)用到新領(lǐng)域的現(xiàn)象層出不窮，P2P 的軟件產(chǎn)品也如雨后春筍一般爆炸性增長(zhǎng)。通過本文的描述可以看出，P2P的基本原理是容易實(shí)現(xiàn)的，人們的研究方向向也由基礎(chǔ)架構(gòu)的構(gòu)建和維護(hù)及優(yōu)化算話 等桎梏中擺脫出來，開始深入到P2P技術(shù)的根本性問題中去。最新的研究成果說 明，不少研究人員開始將重心轉(zhuǎn)入到覆蓋層網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)延時(shí)時(shí)聚集研究、覆蓋 網(wǎng)之間優(yōu)化研究、P2P支撐平臺(tái)研究以及P2P安全的研究等方面。相信隨著對(duì) 技術(shù)研究的不斷深入，人們能夠?qū)2P計(jì)算有一個(gè)更深入的認(rèn)識(shí)并解決目前 安全方面的研究等方面。相信隨著對(duì) P2P技術(shù)研究的不斷深入，人們能夠?qū)?計(jì)算有一個(gè)更深入的認(rèn)識(shí)并解決目前 P2P領(lǐng)域中的大部分科學(xué)問題。參考文獻(xiàn):陳萬壽，等.對(duì)等網(wǎng)絡(luò)（P2P）M.北京：人民郵電出版社，2007.邢小良.P2P技術(shù)及其應(yīng)用M.北京：人民郵電出版社,2006.楊天路，等.P2P 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)原理與系統(tǒng)開發(fā)案例