P2P研究背景現(xiàn)狀目的及意義

1、P2P研究背景現(xiàn)狀目的及意義1研究背景1(1 P2P綜述隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，人們對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的要求越來越高。而傳統(tǒng)的客戶機(jī)/服務(wù)器模式中，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)主要由服務(wù)器提供，每臺服務(wù)器可能面對大量的客戶機(jī)。隨著 請求服務(wù)的客戶機(jī)數(shù)量不斷增加，服務(wù)器所需資源也要相應(yīng)增加，所以服務(wù)器提供 的服務(wù)會受其自身能力的限制。雖然如此，但這個模式卻很好的推動了互聯(lián)網(wǎng)的發(fā) 展。目前絕大多數(shù)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用都是基于這個模式，但是硬件的高速發(fā)展，個人電腦 的CPU性能和存儲空間大大提高，網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)開始從“中心”向“邊緣”遷移， 這種模式已不能滿足人們的需要。如何消除服務(wù)器為中心的網(wǎng)絡(luò)瓶頸，盡可能利用網(wǎng)絡(luò)邊緣空閑的資源，使得整 個互

2、聯(lián)網(wǎng)負(fù)載均衡呢？網(wǎng)絡(luò)研究者們提出了 P2P的概念。P2P即Peer-to-Peer ,中 文譯名為對等互聯(lián)或者點對點技術(shù)。目前，在學(xué)術(shù)界，工業(yè)界對P2P沒有一個統(tǒng)一的定義。這些定義雖然表達(dá)方式不同，但都反映了P2P一個共同的特點，就是P2P打破了 C/S模式，在網(wǎng)絡(luò)中每個節(jié)點的地位平等，即充當(dāng)客戶，共享其他節(jié)點提供 的服務(wù)，又充當(dāng)服務(wù)器，為其他節(jié)點提供服務(wù)和內(nèi)容。P2P與C/S模式的對比如下圖所示：圖 1-1 Client/Server 模式 圖 1-2 Peer to Peer 模式1.2 P2P特點及應(yīng)用與傳統(tǒng)的分布式系統(tǒng)相比，P2P技術(shù)具有無可比擬的優(yōu)勢和廣闊的應(yīng)用前景。目前，Inter

3、net上各種P2P應(yīng)用軟件層出不窮，用戶數(shù)量急劇增加。據(jù)統(tǒng)計，自2001年以來，大量P2P軟件的用戶使用數(shù)量從幾十萬、幾百萬到上千萬直至上億急劇增加，給Internet帶寬帶來巨大沖擊。所以，在此很有必要先來了解一下P2P網(wǎng)絡(luò)的特點，其主要體現(xiàn)在以下幾個方面：非中心化：網(wǎng)絡(luò)中的資源和服務(wù)分散在所有節(jié)點上，信息的傳輸和服務(wù)的實現(xiàn) 直接在節(jié)點之間進(jìn)行，可以無需中間環(huán)節(jié)和服務(wù)器的介入，避免了可能的瓶頸?？蓴U(kuò)展性：在P2P網(wǎng)絡(luò)中，雖然隨著用戶的加入，服務(wù)的需求會增加，但系統(tǒng) 整體的資源和服務(wù)能力卻在同步地擴(kuò)充，始終能比較容易地滿足用戶的需要。健壯性：由于服務(wù)是分散在各個節(jié)點之間進(jìn)行的，部分節(jié)點或網(wǎng)絡(luò)遭

4、到破壞對其它部分的影響很小。P2P網(wǎng)絡(luò)一般在部分節(jié)點失效時能夠自動調(diào)整整體拓?fù)?，?持其它節(jié)點的連通性。P2P網(wǎng)絡(luò)通常都是以自組織的方式建立起來的，并允許節(jié)點 自由地加入和離開。高性價比：采用P2P架構(gòu)可以有效地利用互聯(lián)網(wǎng)中散布的大量普通節(jié)點，將計 算任務(wù)或存儲資料分布到所有節(jié)點上，從而達(dá)到高性能計算和海量存儲的目的。隱私保護(hù)：P2P網(wǎng)絡(luò)中，信息的傳輸分散在各節(jié)點之間進(jìn)行而無需經(jīng)過某個集中環(huán)節(jié)，用戶的隱私信息被竊聽和泄漏的可能性大大縮小。負(fù)載均衡：P2P網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下每個節(jié)點減少了對服務(wù)器計算能力、存儲能力的要 求，且資源分布在多個節(jié)點，更好的實現(xiàn)了整個網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載均衡。正因為P2P技術(shù)的以上特點，

5、目前它主要應(yīng)用于以下幾個方面：信息資源共享：信息資源共享是P2P技術(shù)產(chǎn)生的主要目的和根本動力，采用 P2P 的方式共享信息資源，可以充分的利用網(wǎng)絡(luò)帶寬，提高共享效率。目前流行13141516的 P2P文件共享系統(tǒng)有 Gnutella, FastTrack, FreeNet,KaZaA, Bittorrent 等。對等計算：目的在于共享網(wǎng)絡(luò)上數(shù)目龐大的計算機(jī)暫時不用的CP磔源，將這些資源積累起來，用以完成以往需要超級計算機(jī)來完成的任務(wù)。適用于需要處大量 數(shù)據(jù)的行業(yè)，如天氣預(yù)報、動畫制作、基因組的研究等。SETIhom就是對等計算中的著名例子。搜索引擎：這是目前人們在網(wǎng)絡(luò)中檢索信息資源的主要工具，

6、目前的搜索引擎如Google和Baidu等都是集中式的搜索引擎，雖然能盡快獲得搜索結(jié)果，但是不能保證搜索范圍的深度和結(jié)果的時效性。運用P2P技術(shù)開發(fā)的搜索工具使用戶深度搜索文檔成為可能。P2P網(wǎng)絡(luò)模式中節(jié)點之間的動態(tài)而又對等的互聯(lián) 關(guān)系使得搜索可以在對等點之間直接、實時地進(jìn)行，既可以保證搜索的實時性，又 可以達(dá)到很好的搜索效果。實時通信：這是當(dāng)下互聯(lián)網(wǎng)上最流行、使用最廣泛的應(yīng)用，它為用戶之間的實 時交流提供了虛擬平臺，目前著名的實時通信系統(tǒng)包括MSN, ICQ, OICQ等，這些實時通信技術(shù)都存在中央服務(wù)器用來控制用戶的身份認(rèn)證等基本信息，并幫助完成 節(jié)點之間的初始連接工作，但數(shù)據(jù)通信是節(jié)點之

7、間直接進(jìn)行的。協(xié)同工作：指多個用戶之間利用網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)同計算平臺來共同完成某項任務(wù)， 共享信息資源等。2 P2P國內(nèi)外研究現(xiàn)狀近年來，基于P2P技術(shù)的共享軟件非常流行，很多國內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)和公司都對P2P技術(shù)開展了大量的工作。國內(nèi)從事P2P技術(shù)研究的學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)主要有清華大學(xué)、華中科技大學(xué)和北京大學(xué)。Granary是清華大學(xué)自主研發(fā)的一個對等計算存儲服務(wù)系統(tǒng)，AnySee是華中科技大學(xué)自主研發(fā)的一個視頻直播系統(tǒng)，而 Maze是北京大學(xué)網(wǎng)絡(luò)實驗室開發(fā)的一個 中心控制與對等連接相融合的對等計算文件共享系統(tǒng)。國外研究P2P的著名高校和學(xué)術(shù)團(tuán)體主要包括 MIT、UC Berkeley > Stanfor

8、d、71P2PWG、GGFo其中MIT設(shè)計了經(jīng)典的結(jié)構(gòu)化 P2P模型Chord , UCBerkeley在2001年提出了著名的多維P2P模型CAN, P2PWG組組的主要目的是加速 P2P計算基礎(chǔ)設(shè)施的建立和相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)化工作，目前P2PW（E經(jīng)與GG哈并，并由GGF5責(zé)網(wǎng)格計算和P2P計算等相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化工作。國外研究P2P最為突出的公司有Microsoft, Sun 和Intel 。Microsoft 公司 成立了 Pastry項目組，主要負(fù)責(zé)P2P計算技術(shù)的研究和開發(fā)工作，目前它己經(jīng)發(fā) 布了基于Pastry的軟件包SimPastry/VisPastry 。 Sun公司利用其在Java技術(shù)

9、方面的優(yōu)勢，開發(fā)研究了著名的JXTA項目，旨在提供一個開放、通用、互操作的 P2P開發(fā)平臺。Intel公司對P2P應(yīng)用的研究也非常重視，2002年8月Intel發(fā)布 了 .Net基礎(chǔ)架構(gòu)之上的 Accelerator Kit（P2P 加速工具包）和P2P安全API軟件 包，從而使得微軟.NET開發(fā)人員能夠迅速建立P2P安全WetE用程序。3 P2P研究目的和意義P2P模式相對C/S模式，具有很多優(yōu)點，但是隨著 P2P應(yīng)用的不斷增多，P2P 技術(shù)也開始面臨一些問題，例如路由效率低下、維護(hù)開銷過大、系統(tǒng)穩(wěn)定性差、安 全性無法保證以及服務(wù)不可靠等問題。因此，在提高現(xiàn)有P2P網(wǎng)絡(luò)資源定位的效率，降低其維護(hù)開銷，增強P2P系統(tǒng)的穩(wěn)定與安全性，提高P2P各個節(jié)點提供服務(wù)的可靠性等方面都需要做深入的研究。深入研究P2P資源定位技術(shù)有重要的理論和現(xiàn)實意義。一方面，隨著P2P