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1、石河子大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院<計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)>課程設(shè)計(jì)報(bào)告模版20122013學(xué)年第二學(xué)期題目名稱:基于Windows平臺(tái)實(shí)現(xiàn)新型P2P應(yīng)用的技術(shù)綜述報(bào)告 專 業(yè):信息管理與信息系統(tǒng) 班 級(jí):信息管理與信息系統(tǒng)10級(jí) 2 班 學(xué) 號(hào):2010508221 2010508242 學(xué)生姓名:李姣 2010508221 黃蓉 2010508242 指導(dǎo)教師: 李偉 完成日期:二一二 年 一 月 三 日課程設(shè)計(jì)任務(wù)分工表 任務(wù)成員任務(wù)安排搜集資料整理資料編寫(xiě)文檔檢查文檔姓名:李姣學(xué)號(hào):李姣李姣李姣 李姣李姣姓名:黃蓉學(xué)號(hào):黃蓉 黃蓉黃蓉 目 錄一、問(wèn)題背景概述1二、P2P的發(fā)展2.1 第一代P
2、2P網(wǎng)絡(luò)采用中央控制網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)2.2 第二代P2P采用分散分布網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)2.3第三代P2P采用混合網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu) 。2.4 第四代P2P目前正在發(fā)展中,主要發(fā)展的技術(shù)有動(dòng)態(tài)端口選擇和雙向下載。三、P2P的特點(diǎn)分析 -技術(shù)優(yōu)勢(shì)四、P2P的幾大應(yīng)用4.1 P2P之文件共享4.2 P2P之即時(shí)通訊4.3 P2P之流媒體4.4 P2P之網(wǎng)絡(luò)電話五、結(jié)束語(yǔ)六、基于windows網(wǎng)絡(luò)對(duì)等連接的實(shí)驗(yàn)6.1協(xié)議規(guī)范概述6.2實(shí)驗(yàn)步驟要求6.3實(shí)驗(yàn)環(huán)境及器材6.4實(shí)驗(yàn)原理6.5.實(shí)驗(yàn)步驟附錄A參考文獻(xiàn)4石河子大學(xué) 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程 課程設(shè)計(jì)成果報(bào)告一、問(wèn)題背景概述目前許多應(yīng)用程序的典型計(jì)算模
3、型為客戶端/服務(wù)器模型。通常,服務(wù)器擁有龐大的資源,可響應(yīng)客戶端對(duì)資源和數(shù)據(jù)的請(qǐng)求。客戶端向服務(wù)器上的資源或數(shù)據(jù)發(fā)出請(qǐng)求?,F(xiàn)代的 PC 具有速度極快的處理器、海量?jī)?nèi)存以及超大的硬盤,而在執(zhí)行常規(guī)計(jì)算任務(wù)(比如:瀏覽電子郵件和Web)時(shí),無(wú)法完全發(fā)揮這些設(shè)備的潛力。P2P 可運(yùn)用于Internet 邊緣的相對(duì)強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)(個(gè)人計(jì)算機(jī)),執(zhí)行較基于客戶端的計(jì)算任務(wù)更高級(jí)的任務(wù)。與客戶端/服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)相比,P2P 具有下列優(yōu)勢(shì):可在網(wǎng)絡(luò)的中央及邊緣區(qū)域共享內(nèi)容和資源。由對(duì)等方組成的網(wǎng)絡(luò)更易于擴(kuò)展,而且比單臺(tái)服務(wù)器更加可靠。單臺(tái)服務(wù)器會(huì)受制于單點(diǎn)故障,或者會(huì)在網(wǎng)絡(luò)使用率偏高時(shí),成為瓶頸。此外由對(duì)等方組成
4、的網(wǎng)絡(luò)可共享處理器,整合計(jì)算資源以執(zhí)行分布式計(jì)算任務(wù),而不只是單純依賴一臺(tái)計(jì)算機(jī)。用戶可直接訪問(wèn)對(duì)等計(jì)算機(jī)上的共享資源。網(wǎng)絡(luò)中的對(duì)等方可直接在本地存儲(chǔ)器上共享文件,而不必在中央服務(wù)器上進(jìn)行共享。雖然P2P 有以上優(yōu)點(diǎn),但由于其分布式的特點(diǎn),導(dǎo)致軟件開(kāi)發(fā)難度較大,本文將綜合利用Windows 對(duì)等網(wǎng)絡(luò)在Window 對(duì)等網(wǎng)絡(luò)上快速便捷地開(kāi)發(fā)P2P 應(yīng)用。二、P2P的發(fā)展2.1 第一代P2P網(wǎng)絡(luò)采用中央控制網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)早期的Napster就采用這種結(jié)構(gòu)。它采用快速搜索算法,排隊(duì)響應(yīng)時(shí)間短,使用簡(jiǎn)單的協(xié)議能夠提供高性能和彈性,缺點(diǎn)是容易中斷服務(wù)。如下圖所示:2.2 第二代P2P采用分散分布網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)
5、構(gòu) 不再使用中央服務(wù)器,消除了中央服務(wù)器帶來(lái)的問(wèn)題。沒(méi)有中央控制點(diǎn),不會(huì)因?yàn)橐稽c(diǎn)故障導(dǎo)致全部癱瘓,是真正的分布式網(wǎng)絡(luò)。由于每次搜索都要在全網(wǎng)進(jìn)行,造成大量網(wǎng)絡(luò)流量,致使其搜索速度慢、排隊(duì)響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)。用戶PC的性能及其與網(wǎng)絡(luò)連接的方式?jīng)Q定網(wǎng)絡(luò)彈性和性能。這種模式具有自組織(ad-hoc)行為,降低了擁有者的成本,提供可擴(kuò)展性。特別適合在自組織(ad-hoc)網(wǎng)上的應(yīng)用,如即時(shí)通信等。如下圖所示:2.3 第三代P2P采用混合網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu) 。這種模式綜合第一代第二代的優(yōu)點(diǎn),用分布的超級(jí)節(jié)點(diǎn)取代中央檢索服務(wù)器。采用分層次的快速搜索改進(jìn)了搜索性能,縮短了排隊(duì)響應(yīng)時(shí)間,每次排隊(duì)產(chǎn)生的流量低于第二代分布網(wǎng)絡(luò)
6、。超級(jí)智能節(jié)點(diǎn)的布設(shè)提供高性能和彈性。沒(méi)有中央控制點(diǎn),不會(huì)因?yàn)橐稽c(diǎn)故障導(dǎo)致全部癱瘓。內(nèi)容被分布存儲(chǔ)在分布的存儲(chǔ)器和客戶終端中。通過(guò)快速檢索系統(tǒng)可以快速發(fā)現(xiàn)內(nèi)容分布存儲(chǔ)的位置。目前常用的P2P軟件有BT、edonky和Gnutella等,這些軟件采用“快速追蹤”技術(shù)構(gòu)成P2P網(wǎng)絡(luò),有著許多傳統(tǒng)客戶機(jī)服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)所沒(méi)有的優(yōu)點(diǎn)。技術(shù)上不但可以大大的減少文件搜尋的時(shí)間,更重要的是可以不用昂貴的中央控制硬件設(shè)備(服務(wù)器等)。這種P2P網(wǎng)絡(luò)使用終端本身電腦的處理能力,網(wǎng)絡(luò)處理能力隨著終端使用者人數(shù)增長(zhǎng)而增加。如下圖所示;2.4 第四代P2P目前正在發(fā)展中,主要發(fā)展的技術(shù)有動(dòng)態(tài)端口選擇和雙向下載。動(dòng)態(tài)端口選擇
7、:目前P2P使用固定的端口,但是一些公司已經(jīng)開(kāi)始引入?yún)f(xié)議可以動(dòng)態(tài)選擇傳輸端口,端口的數(shù)目一般在1 0244 000之間。有的協(xié)議甚至讓P2P流可以用原來(lái)用于HTTP(SMTP)的端口80(25)來(lái)傳輸以便隱藏。這將使識(shí)別跨運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)的P2P流、掌握其流量變得更困難。雙向下載:eD和BT等公司進(jìn)一步發(fā)展引入雙向流下載??梢远嗦凡⑿邢螺d和上載一個(gè)文件或多路并行下載一個(gè)文件的一部分,而目前傳統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)要求目標(biāo)在完全下載后才能開(kāi)始上載。這將大大加快文件分發(fā)速度。以上演化的四代P2P系統(tǒng)都屬于“無(wú)組織的P2P重疊網(wǎng)”,在因特網(wǎng)中得到快速發(fā)展,目前寬帶用戶流量中一半以上是這種P2P流。三、P2P的特點(diǎn)分
8、析 3.1 技術(shù)優(yōu)勢(shì)非中心化 P2P中,資源與服務(wù)分散在所有Peer點(diǎn)上,其傳輸及處理也都在Peer完成,無(wú)須中間環(huán)節(jié)及中心服務(wù)的介入??蓴U(kuò)展性 P2P理論上是擴(kuò)展無(wú)限的。舉BT下載通俗說(shuō):參與者越多,下載速度越快。 健壯性服務(wù)分散在各Peer,相對(duì)C/S架構(gòu)來(lái)說(shuō),P2P能自動(dòng)調(diào)整整體拓?fù)?,保證連通性;天生耐攻擊,高容錯(cuò)。高性價(jià)比 PC的計(jì)算、儲(chǔ)存及網(wǎng)絡(luò)通信能力摩爾定律增長(zhǎng);P2P技術(shù)可以充分利用PC的資源;相對(duì)C/S架構(gòu)來(lái)說(shuō),大大節(jié)省服務(wù)器成本。 隱私保護(hù) P2P中,個(gè)人信息分散,而無(wú)需某個(gè)集中存儲(chǔ);大大減少了信息被竊取及泄露概率。 負(fù)載均衡 P2P中,每個(gè)Peer既是Serv又是Clien
9、t,相對(duì)C/S結(jié)構(gòu)對(duì)Server的高度依賴來(lái)說(shuō),P2P是分布式服務(wù),可實(shí)現(xiàn)整網(wǎng)負(fù)載均衡 3.2 需面臨問(wèn)題及解決之道 版權(quán)問(wèn)題 國(guó)外Napster、Gnutella,國(guó)內(nèi)Verycd、迅雷都遇到這樣的問(wèn)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 早期Bt應(yīng)用軟件遭到ISP的封堵.解決之道: P4P標(biāo)準(zhǔn) 管理困難 相對(duì)于C/S , P2P: 傳輸內(nèi)容不易控制,垃圾信息,黃色信息 另外,Peer用戶用戶認(rèn)證困難 解決之道:管理的P2P應(yīng)用,如Skype.協(xié)同軟件 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的定制 P2P技術(shù)各向發(fā)展,開(kāi)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
10、層協(xié)議, Sun的jxta 誰(shuí)是技術(shù)盟主,期待統(tǒng)一認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn).四、P2P的幾大應(yīng)用4.1 P2P之文件共享我們經(jīng)常能聽(tīng)到“BT下載”。所謂BT,即Bit Torrent,是一種新穎的下載方式,從本質(zhì)上說(shuō)屬于P2P軟件的文件共享類別。通常情況下,文件下載的工作原理是把文件由服務(wù)器端傳送到客戶端,例如FTP,HTTP等等。正因如此,P2P下載方式出現(xiàn)之后,很快就成為了下載迷們的最愛(ài)。許多用戶利用P2P軟件來(lái)交流最新的電影大片或軟件。P2P下載軟件可在下載的同時(shí),也為其他用戶提供上傳,所以不會(huì)隨著用戶數(shù)的增加而降低下載速度,使用非常方便。其特點(diǎn)簡(jiǎn)單的說(shuō)就是:下載的人越多,速度越快。目前主流的P2P文
11、件共享軟件Bit Torrent、Bit Comet、迅雷、POCO、電驢eMule、PP點(diǎn)點(diǎn)通、酷狗kugoo、比特精靈、天網(wǎng)Maze、百度下吧等,成為用戶下載電影、電視劇、軟件、資料等首選工具,用戶群非常龐大。 迅雷是一款新型的基于多資源多線程技術(shù)的下載軟件,迅雷擁有比目前用戶常用的下載軟件快710倍的下載速度。迅雷的技術(shù)主要分成兩個(gè)部分,一部分是對(duì)現(xiàn)有Internet下載資源的搜索和整合,將現(xiàn)有Internet上的下載資源進(jìn)行校驗(yàn),將相同校驗(yàn)值的統(tǒng)一資源定位(URL)信息進(jìn)行聚合。當(dāng)用戶點(diǎn)擊某個(gè)下載連接時(shí),迅雷服務(wù)器按照一定的策略返回該URL信息所在聚合的子集,并將該用戶的信息返回給迅雷
12、服務(wù)器。另一部分是迅雷客戶端通過(guò)多資源多線程下載所需要的文件,提高下載速率。迅雷高速穩(wěn)定下載的根本原因在于同時(shí)整合多個(gè)穩(wěn)定服務(wù)器的資源實(shí)現(xiàn)多資源多線程的數(shù)據(jù)傳輸。多資源多線程技術(shù)使得迅雷在不降低用戶體驗(yàn)的前提下,對(duì)服務(wù)器資源進(jìn)行均衡,有效降低了服務(wù)器負(fù)載。每個(gè)用戶在網(wǎng)上下載的文件都會(huì)在迅雷的服務(wù)器中進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄,如有其他用戶再下載同樣的文件,迅雷的服務(wù)器會(huì)在它的數(shù)據(jù)庫(kù)中搜索曾經(jīng)下載過(guò)這些文件的用戶,服務(wù)器再連接這些用戶,通過(guò)用戶已下載文件中的記錄進(jìn)行判斷,如用戶下載文件中仍存在此文件(文件如改名或改變保存位置則無(wú)效),用戶將在不知不覺(jué)中扮演下載中間服務(wù)角色,上傳文件。4.2 P2P之即時(shí)通訊即
13、時(shí)通訊(Instant Messenger,簡(jiǎn)稱IM)軟件可以說(shuō)是目前上網(wǎng)用戶使用率最高的軟件,無(wú)論是老牌的ICO,還是國(guó)內(nèi)用戶量第一的騰訊QQ,以及微軟的MSN Messenger都是大眾關(guān)注的焦點(diǎn),它們能讓你迅速地在網(wǎng)上找到你的朋友或工作伙伴,可以實(shí)時(shí)交談和互傳信息。而且,現(xiàn)在不少IM軟件還集成了數(shù)據(jù)交換、語(yǔ)音聊天、網(wǎng)絡(luò)會(huì)議、電子郵件等功能。IM即時(shí)通訊軟件基于P2P技術(shù),因此它的覆蓋范圍廣,信息傳播速度快。目前主流的即時(shí)通訊軟件有國(guó)際的ICQ、MSN Messenger、Yahoo Messenger、Skype和國(guó)內(nèi)的QQ、新浪Uc等。4.3 P2P之流媒體所謂流媒體是指用戶通過(guò)網(wǎng)絡(luò)或
14、者特定數(shù)字信道邊下載邊播放多媒體數(shù)據(jù)的一種工作方式。流媒體應(yīng)用的一個(gè)最大的好處是用戶不需要花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間將多媒體數(shù)據(jù)全部下載到本地后才能播放,而僅需將起始幾秒的數(shù)據(jù)先下載到本地的緩沖區(qū)中就可以開(kāi)始播放,后面收到的數(shù)據(jù)會(huì)源源不斷輸入到該緩沖區(qū),從而維持播放的連續(xù)性。目前市面上主要的流媒體系統(tǒng)有微軟公司的Windows Media、Real公司的Real System等。但是隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,基于P2P的流媒體技術(shù)已經(jīng)開(kāi)始出現(xiàn),對(duì)網(wǎng)絡(luò)狀況和音視頻質(zhì)量帶來(lái)很大改進(jìn)。采用基于P2P的流媒體技術(shù),用戶可以根據(jù)他們的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)和設(shè)備能力與一個(gè)或幾個(gè)用戶建立連接來(lái)分享數(shù)據(jù),這種連接能減少服務(wù)器的負(fù)擔(dān)和提高每個(gè)
15、用戶的視頻質(zhì)量。P2P技術(shù)在流媒體應(yīng)用中特別適用于一些熱門事件,即使是大量的用戶同時(shí)訪問(wèn)流媒體服務(wù)器,也不會(huì)造成服務(wù)器因負(fù)載過(guò)大而癱瘓。目前主流的P2P流媒體軟件有PPLive、PPStream、UUSee和OOLive等軟件。用戶可以利用軟件享受到體育比賽和重大活動(dòng)直播、影視節(jié)目輪播、點(diǎn)播、聊天室廣播、網(wǎng)絡(luò)電臺(tái)等業(yè)務(wù)。目前常見(jiàn)的P2P流媒體的應(yīng)用主要有: (1)視頻點(diǎn)播(VOD):這是最常見(jiàn)、最流行的流媒體應(yīng)用類型。 (2)視頻廣播:視頻廣播可以看作是視頻點(diǎn)播的擴(kuò)展,它把節(jié)目源組織成頻道,以廣播的方式提供。 &
16、#160; (3)交互式網(wǎng)絡(luò)電視(IPTV):IPTV利用流媒體技術(shù)通過(guò)寬帶網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)字電視信號(hào)給用戶,這種應(yīng)用有效地將電視、電信和計(jì)算機(jī)3個(gè)領(lǐng)域結(jié)合在一起,具有很好的發(fā)展前景。 (4)遠(yuǎn)程教學(xué):遠(yuǎn)程教學(xué)目前應(yīng)用也比較廣泛,而且具有很好的市場(chǎng)應(yīng)用前景。遠(yuǎn)程教學(xué)可以看作是前面多種應(yīng)用類型的綜合,在遠(yuǎn)程教學(xué)中,可以采用多種模式,甚至混合的方式實(shí)現(xiàn)。遠(yuǎn)程教學(xué)以應(yīng)用對(duì)象明確、內(nèi)容豐富實(shí)用、運(yùn)營(yíng)模式成熟,成為目前商業(yè)上較為成功的流媒體應(yīng)用.(5)交互游戲:需要通過(guò)流媒體的方式傳遞游戲場(chǎng)景的交互游戲近年來(lái)得到了迅速的發(fā)展。大型網(wǎng)絡(luò)在線游戲和網(wǎng)絡(luò)對(duì)戰(zhàn)游戲是不少“網(wǎng)蟲(chóng)”的至愛(ài)。但由于服務(wù)器能力有限
17、,大型網(wǎng)絡(luò)在線游戲往往需要限制場(chǎng)景人數(shù)或者不斷增加服務(wù)器,而網(wǎng)絡(luò)對(duì)戰(zhàn)游戲也必須局限在局域網(wǎng)內(nèi)進(jìn)行或者依賴獨(dú)立的服務(wù)器端程序及機(jī)器實(shí)現(xiàn)Internet上的電子競(jìng)技。目前,已有研究人員將P2P技術(shù)引入網(wǎng)絡(luò)游戲和網(wǎng)絡(luò)游戲支撐平臺(tái)中。 目前較為成功的P2P游戲平臺(tái)是華中科技大學(xué)集群與網(wǎng)格計(jì)算湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室推出的PKTown13系統(tǒng)。PKTown系統(tǒng)是一個(gè)支持多種網(wǎng)絡(luò)對(duì)戰(zhàn)游戲的P2P平臺(tái)。P2P網(wǎng)絡(luò)對(duì)戰(zhàn)游戲平臺(tái)的難點(diǎn)在于將嚴(yán)格延時(shí)約束的節(jié)點(diǎn)聚集在一起,這由對(duì)戰(zhàn)游戲本身要求所決定:延時(shí)是影響對(duì)戰(zhàn)游戲用戶體驗(yàn)的關(guān)鍵因素。在眾多在線用戶中,如何將新加入用戶調(diào)度到周圍都是延時(shí)鄰近的環(huán)境中去呢?PKTown也是
18、采取GridCast中出現(xiàn)過(guò)的指數(shù)增長(zhǎng)的同心圓環(huán)方式,很好地解決了這個(gè)問(wèn)題。 PKTown不需要改變游戲本身的代碼,而是將用戶和Internet鄰居組建成一個(gè)虛擬局域網(wǎng),將游戲發(fā)出的通信包截獲后負(fù)載上虛擬局域網(wǎng)的地址,轉(zhuǎn)發(fā)出去,游戲進(jìn)程接收到之后認(rèn)為是來(lái)自同一局域網(wǎng)的游戲包,則可以正常進(jìn)行游戲。目前PKTown支持魔獸爭(zhēng)霸、星際爭(zhēng)霸和反恐精英幾款游戲,已經(jīng)在高校范圍內(nèi)進(jìn)行公測(cè),并成功舉辦華中科技大學(xué)第三屆Race War游戲大賽,用戶反應(yīng)良好。 其他流媒體系統(tǒng)的一些新的應(yīng)用和服務(wù),例如虛擬現(xiàn)實(shí)漫游、無(wú)線流媒體、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)等也在迅速地變革和發(fā)展。4
19、.4 P2P之網(wǎng)絡(luò)電話VolP又稱IP電話,是Voice over IP的縮寫(xiě),這種技術(shù)通過(guò)對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行編碼數(shù)字化、壓縮處理成壓縮幀,然后轉(zhuǎn)換為IP數(shù)據(jù)包在IP網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行傳輸,從而達(dá)到了在IP網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行語(yǔ)音通信的目的。VoIP的實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)在于獲得更低成本的傳統(tǒng)語(yǔ)音與傳真服務(wù)。同時(shí)用戶還將受益于基于VoIP的具有突破性的新型服務(wù),如呼叫中心、統(tǒng)一消息處理等。目前,越來(lái)越多的企業(yè)開(kāi)始采納VoIP技術(shù),并從中獲益。Google、AOL、Yahoo、MSN、Skype等廠商的即時(shí)通訊軟件也都具備VoIP功能,已成為廣受網(wǎng)絡(luò)使用者歡迎、用以取代市話的通訊軟件。以最知名的Skype為例,全球已有15億名注
20、冊(cè)用戶。Skype是由KaZak的開(kāi)發(fā)者開(kāi)發(fā)的一款P2P軟件,它提供“計(jì)算機(jī)一計(jì)算機(jī)”間的免費(fèi)呼叫服務(wù)、語(yǔ)音郵件、即時(shí)消息、快速呼叫、電話會(huì)議等功能,同時(shí)它還提供了一個(gè)稱為Skype-out的付費(fèi)呼叫服務(wù),這種服務(wù)是通過(guò)Skype軟件連接到傳統(tǒng)固定電話或移動(dòng)電話進(jìn)行通話的。最引人注意的是Skype采用“端對(duì)端”加密,極具保密性。其加密算法與美國(guó)政府用來(lái)保護(hù)機(jī)密數(shù)據(jù)安全的算法相同,保證Skype在信息(語(yǔ)音、即時(shí)消息、文件)發(fā)送之前進(jìn)行加密,在接收到的時(shí)候進(jìn)行解密,不會(huì)在中途被竊聽(tīng)。4.5 分布式科學(xué)計(jì)算 我們知道,許多計(jì)算機(jī)的CPU資源并不是時(shí)刻保持峰值運(yùn)轉(zhuǎn)的,甚至很多時(shí)候計(jì)算機(jī)處于“空閑”狀
21、態(tài),比如使用者暫時(shí)離開(kāi)等情況。而P2P技術(shù)可以使得眾多終端的CPU資源聯(lián)合起來(lái),服務(wù)于一個(gè)共同的計(jì)算。這種計(jì)算一般是計(jì)算量巨大、數(shù)據(jù)極多、耗時(shí)很長(zhǎng)的科學(xué)計(jì)算。在每次計(jì)算過(guò)程中,任務(wù)(包括邏輯與數(shù)據(jù)等)被劃分成多個(gè)片,被分配到參與科學(xué)計(jì)算的P2P節(jié)點(diǎn)機(jī)器上。在不影響原有計(jì)算機(jī)使用的前提下,人們利用分散的CPU資源完成計(jì)算任務(wù),并將結(jié)果返回給一個(gè)或多個(gè)服務(wù)器,將眾多結(jié)果進(jìn)行整合,以得到最終結(jié)果。 世界最著名的P2P分布式科學(xué)計(jì)算系統(tǒng)非“SETIhome”項(xiàng)目莫屬。SETIhome項(xiàng)目(簡(jiǎn)稱為SH或SETI),由美國(guó)加利福尼亞大學(xué)伯克利分校在1999年發(fā)起,是至今最成功的分布式計(jì)算項(xiàng)目。SETIho
22、me通過(guò)分析從射電望遠(yuǎn)鏡傳來(lái)的數(shù)據(jù)來(lái)搜尋地外文明,這在不少科幻迷甚至是很多普通大眾眼里都是一個(gè)“很酷”的應(yīng)用。SETI的早期版本截至2005年已經(jīng)吸引了543萬(wàn)用戶,分析了大量積壓數(shù)據(jù)。正如宇宙的浩瀚一般,需要計(jì)算的數(shù)據(jù)(即存在宇宙空間的無(wú)數(shù)無(wú)線電信號(hào))也是海量的。可以說(shuō),這幾百萬(wàn)臺(tái)終端組成了一個(gè)目前最快的高性能計(jì)算機(jī)都望塵莫及的“超級(jí)計(jì)算機(jī)”。五、結(jié)束語(yǔ)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(lái)。前文中提到的很多技術(shù)都已經(jīng)趨近成熟,如拓?fù)錁?gòu)建和內(nèi)容分發(fā)等相關(guān)技術(shù)。由于P2P架構(gòu)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)。
23、通過(guò)本文的描述可以看出,P2P蹬基本原理是容易實(shí)現(xiàn)的,人們的研究方向也由基礎(chǔ)架構(gòu)的構(gòu)建和維護(hù)及優(yōu)化算法等桎梏中擺脫出來(lái),開(kāi)始深入到P2P技術(shù)的根本性問(wèn)題中去。最新的研究成果表明,不少研究人員已經(jīng)開(kāi)始將重心轉(zhuǎn)入到覆蓋層網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)延時(shí)聚集研究、覆蓋網(wǎng)之間(Inter-Overlay)優(yōu)化研究、P2P支撐平臺(tái)研究以及P2P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)2P計(jì)算有一個(gè)更深入的認(rèn)識(shí)并解決目前P2P領(lǐng)域中大部分科學(xué)問(wèn)題。可以預(yù)見(jiàn),P2P所帶來(lái)的技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用創(chuàng)新還將繼續(xù).六、基于windows網(wǎng)絡(luò)對(duì)等連接的實(shí)驗(yàn)6.1.協(xié)議規(guī)范概述Windows 對(duì)等網(wǎng)絡(luò)是一種開(kāi)發(fā)平
24、臺(tái),用來(lái)為運(yùn)行Windows XP 的計(jì)算機(jī)創(chuàng)建對(duì)等應(yīng)用程序。 TCP/IP協(xié)議 TCP/IP協(xié)議是Transmission Control Protocol/Internet Protocol的簡(jiǎn)寫(xiě),中譯名為傳輸控制協(xié)議,因特網(wǎng)互聯(lián)協(xié)議,又名網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議,是Internet最基本的協(xié)議、Internet國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ),由網(wǎng)絡(luò)層的IP協(xié)議和傳輸層的TCP協(xié)議組成。TCP/IP 定義了電子設(shè)備如何連入因特網(wǎng),以及數(shù)據(jù)如何在它們之間傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)。協(xié)議采用了4層的層級(jí)結(jié)構(gòu),每一層都呼叫它的下一層所提供的網(wǎng)絡(luò)來(lái)完成自己的需求。通俗而言:TCP負(fù)責(zé)發(fā)現(xiàn)傳輸?shù)膯?wèn)題,一有問(wèn)題就發(fā)出信號(hào),要求重新傳輸,直到
25、所有數(shù)據(jù)安全正確地傳輸?shù)侥康牡亍6鳬P是給因特網(wǎng)的每一臺(tái)電腦規(guī)定一個(gè)地址。 對(duì)等網(wǎng)中IP地址的兩種配置方式即:指定和自動(dòng)獲取IP地址。ARP/RARP協(xié)議ARP/RARP協(xié)議是負(fù)責(zé)將IP地址解析成MAC地址的協(xié)議,對(duì)于網(wǎng)絡(luò)中的高層應(yīng)用程序,網(wǎng)絡(luò)主機(jī)之間的通訊是靠IP地址來(lái)完成,但在TCP/IP協(xié)議的最低層,主機(jī)之間的信息交換則是通過(guò)MAC地址來(lái)定位的。每臺(tái)裝有網(wǎng)卡的主機(jī)中都有一個(gè)ARP表,保存著同一網(wǎng)絡(luò)中IP到MAC之間的映射記錄。 ARP命令用于顯示和修改“地址解析協(xié)(ARP)”緩存中的項(xiàng)目。ARP緩存中包含一個(gè)或多個(gè)表,它們用于存儲(chǔ)IP地址及其經(jīng)過(guò)解析的以太網(wǎng)或令牌環(huán)網(wǎng)絡(luò)適配器的物理地址。
26、計(jì)算機(jī)上安裝的每一個(gè)以太網(wǎng)或令牌環(huán)網(wǎng)絡(luò)適配器都有自己?jiǎn)为?dú)的表。ARP命令可以對(duì)這個(gè)表中的記錄進(jìn)行添加和修改,實(shí)現(xiàn)對(duì)ARP表的維護(hù)。6.2 實(shí)驗(yàn)步驟要求 (1)按照五類標(biāo)準(zhǔn)制作好網(wǎng)線。 (2)連接好網(wǎng)絡(luò)硬件平臺(tái)。 (4) 用三種方法完成對(duì)等網(wǎng)的配置。 (5) 使用多種方法驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)的連接情況并保存 。6.3 實(shí)驗(yàn)環(huán)境與器材 至少兩臺(tái)安裝了Windows2003操作系統(tǒng)的PC機(jī)所組成的局域網(wǎng)環(huán)境,可通過(guò)交叉線直接相連,也可通過(guò)交換機(jī)連網(wǎng)。PC機(jī)上需要提供操作系統(tǒng)軟件和網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)程序的備份。網(wǎng)絡(luò)管理員可預(yù)先將相應(yīng)軟件制作成ISO文件分發(fā)給各實(shí)驗(yàn)主機(jī),通過(guò)虛擬光驅(qū)提供。 6.4實(shí)驗(yàn)原理局域網(wǎng)中的主機(jī)可以工
27、作于兩種不同的工作模式,即對(duì)等模式與主從模式。工作于對(duì)等模式下的局域網(wǎng)被稱為對(duì)等網(wǎng),工作于主從模式下的局域網(wǎng)被稱為主從網(wǎng)絡(luò)。 對(duì)等網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的所有計(jì)算機(jī)地位平等,只能相互間進(jìn)行簡(jiǎn)單的共享。每臺(tái)機(jī)器都能以同樣方式作用于對(duì)方,即每個(gè)工作站都可以充當(dāng)服務(wù)器角色為其他主機(jī)提供共享資源,也都可以充當(dāng)客戶機(jī)的角色使用其他主機(jī)共享出來(lái)的資源。在對(duì)等網(wǎng)絡(luò)中不存在對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行集中控制與管理的主機(jī),各主機(jī)對(duì)自己機(jī)器上的資源負(fù)責(zé),網(wǎng)絡(luò)處于一種“各自為政”的松散狀態(tài)。在對(duì)等網(wǎng)環(huán)境中,主機(jī)通常是普通的PC機(jī),而且主機(jī)數(shù)量不宜過(guò)多。對(duì)等網(wǎng)與主從網(wǎng)是屬于OSI高層(主要是應(yīng)用層)的概念,區(qū)分一個(gè)局域網(wǎng)是對(duì)等網(wǎng)還是主從網(wǎng)的
28、主要依據(jù)是各主機(jī)之間的工作模式,與局域網(wǎng)的物理組網(wǎng)方式無(wú)關(guān),甚至與包括網(wǎng)絡(luò)層在內(nèi)的OSI下面各層無(wú)關(guān)。即對(duì)于物理組網(wǎng)已經(jīng)確定的局域網(wǎng),既可以將其設(shè)為對(duì)等網(wǎng),也可將其設(shè)為主從網(wǎng)。對(duì)等網(wǎng)絡(luò)中各主機(jī)對(duì)自己機(jī)器上的資源負(fù)責(zé),網(wǎng)絡(luò)處于一種“各自為政”的松散狀態(tài),因此當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)規(guī)模增大時(shí),網(wǎng)絡(luò)管理可能會(huì)出現(xiàn)混亂,以不超過(guò)10臺(tái)為佳。6.5 實(shí)驗(yàn)步驟(1)對(duì)等網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)連通性的檢查 在進(jìn)行對(duì)等網(wǎng)的高層設(shè)置以前,首先要保證網(wǎng)絡(luò)在應(yīng)用層以下各層的連通性。檢查兩臺(tái)機(jī)器的網(wǎng)絡(luò)連接狀況,保證硬件上的連通。(2)對(duì)等網(wǎng)的工作組設(shè)置 在Windows環(huán)境下,處于同一個(gè)對(duì)等網(wǎng)中的機(jī)器又被稱為一個(gè)工作組。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)在包括網(wǎng)絡(luò)層在內(nèi)的下面各層已經(jīng)連通后,接下來(lái)要做的工作主要是與應(yīng)用層相關(guān)的客戶及工作組設(shè)置。6.5.1 選擇網(wǎng)絡(luò)連接。“控制面板”à“網(wǎng)絡(luò)和撥號(hào)連接”,在出現(xiàn)的窗口中右鍵單擊需要添加協(xié)議的連接(一般為“本地連接”),選中“屬性”項(xiàng),如下圖所示。6.5.2 選擇網(wǎng)絡(luò)組件類型。在“本地連接屬性”對(duì)話框中,單擊“安裝”按鈕,出現(xiàn)“選擇網(wǎng)絡(luò)組件類型”對(duì)話框。在該對(duì)話框中選擇“客戶”選項(xiàng),然后單擊“添加”按鈕,將會(huì)出現(xiàn)“選擇網(wǎng)絡(luò)客戶”對(duì)話框,如下圖所示。6.5.3. 選擇網(wǎng)絡(luò)客戶。在“選
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