非结构化P2P网络

P2P 技术在互联网中的应用和分析随着信息技术的飞速发展，基于P2P 的分布式网络资源共享系统逐渐成为用户获取数据信息的重要手段，本文对P2P 技术的结构模式和特点进行描述，对P2P网络应用加以说明，并对未来P2P的发展进行了展望。

标签：P2P 技术网络应用探讨一、引言P2P（Peer-to-Peer）又称为对等网，是近几年非常流行的一种网络技术，和传统的客户机/ 服务器模式不同，P2P 技术依赖网络中所有参与者的处理能力和信息共享，它改变了人们部署网络硬件资源的方式，为网络的发展提供了一种新的思路。

P2P 技术具有良好的扩展性和健壮性，性价比较高，P2P 网络是建立的基础是IP 网络，网络中所有安装特定软件的客户端构成一个逻辑P2P 网络，网络中的资源和应用分布在所有客户端上，各用户之间的数据传输无需服务器的介入就能够直接通信，通过这样的方式，大量的客户资源能够充分得到利用，降低硬件成本和，简化了复杂性。

二、P2P的结构类型P2P 网络的结构主要有三种模式：中央式P2P 网络、无中心结构P2P 网络和混合式P2P网络。

1.中央式P2P中央式P2P 网络在硬件部署上有一个中心服务器，主要负责维护共享资源信息以及对客户端查询信息作出回应。

根据中心服务器提供的功能，又可分为以下三类：1.1服务器提供资源的发现，查询和存储。

这种模式与传统的C/S 模型中一样，所有资源都存放在服务器上，客户端从服务器上获取信息，但客户端之间并不具有信息交换能力。

1.2服务器提供发现和查询。

在这种结构中，客户端存储共享资源信息，服务器则提供索引信息，服务器与客户端、客户端与客户端都可以进行数据信息交互。

1.3服务器仅提供发现功能。

在这种方式下，服务器仅提供在客户端的列表信息，客户端彼此之间建立连接和通信。

如果某个用户需要获取某个资料文件，会根据服务器提供的列表清单，依次查询所有的客户端，直到找到所需的资源，如果没有找到，则返回错误信息。

P2P网络的拓扑结构拓扑结构是指分布式系统中各个计算单元之间的物理或逻辑的互联关系，结点之间的拓扑结构一直是确定系统类型的重要依据。

目前互联网络中广泛使用集中式、层次式等拓扑结构。

Internet本身是世界上最大的非集中式的互联网络，但是九十年代所建立的一些网络应用系统却是完全的集中式的系统，许多Web应用都是运行在集中式的服务器系统上。

集中式拓扑结构系统目前面临着过量存储负载、DOS（Denial of S ervice，拒绝服务）攻击，网络带宽限制等一些难以解决的问题。

Peer-to-Peer (简称P2P) 系统主要采用非集中式的拓扑结构，一般来说不存在上述这些难题。

根据结构关系可以将P2P系统细分为四种拓扑形式：•中心化拓扑（Centralized Topology）；•全分布式非结构化拓扑（Decentralized Unstructured Topology）；•全分布式结构化拓扑（Decentralized Structured Topology，也称作DHT网络）；•半分布式拓扑（Partially Decentralized Topology）。

其中，中心化拓扑最大的优点是维护简单，资源发现效率高。

由于资源的发现依赖中心化的目录系统，发现算法灵活高效并能够实现复杂查询。

最大的问题与传统客户机/服务器结构类似，容易造成单点故障，访问的“热点”现象和版权纠纷等相关问题，这是第一代P2P网络采用的结构模式，经典案例就是著名的MP 3共享软件Napster[1].Napster是最早出现的P2P系统之一，并在短期内迅速成长起来。

它实质上并非是纯粹的P2P系统，而是通过一个中央索引服务器保存所有Napster用户上传的音乐文件索引和存放位置的信息。

它的工作原理如图1所示。

当某个用户需要某个音乐文件时，首先连接到Napster中央索引服务器，在服务器上进行检索，服务器返回存有该文件的用户信息，再由请求者直接连到文件的所有者传输文件。

计算机四级网络工程师试题库含答案一、单选题（共82题，每题1分，共82分）1.数据传输速率为3.5×10 12 bps，它可以记为( )。

A、3.5KbpsB、3.5MbpsC、3.5TbpsD、3.5Gbps正确答案：C2.关于BitTorrent的描述中，正确的是( )。

A、源于MIT的开源系统B、最初的BitTorrent采用DHT技术C、不需要中心服务器D、不需要种子文件正确答案：A3.下列进程间通信的各种方法中，哪一个是“信箱”通信方式（）。

A、在内存中开辟若干区域，发送进程申请一个区域，并将信息送入，然后把它插入到接收进程的相应队列中，之后通知接收进程B、发送进程创建好连接两个进程的一个打开的共享文件，然后写入数据流；接收进程在需要时可以从该共享文件读出数据，写入和读出数据的长度是可变的C、在相互通信的进程之间设一公共区域，一组进程向该公共区域写，另一组进程从公共区域读，通过这种方式实现两组进程间的信息交换D、发送进程首先创建一个链接两个进程的通信机制，然后把信息送入该机制；发送进程和接收进程不直接建立联系，而接收进程可以在任何时刻从该机制中取走信息正确答案：D4.关于交换式以太网的描述中，正确的是( )。

A、基本数据单元是IP分组B、数据传输不会发生冲突C、核心设备是集线器D、需要执行IP路由选择正确答案：B5.处理器中对用户不可见的寄存器是( )。

A、地址寄存器B、条件码寄存器C、数据寄存器D、指令寄存器正确答案：A6.全文搜索引擎功能模块的组成为搜索器、检索器、用户接口和( )。

A、加密器B、交换器C、索引器D、网守正确答案：C7.关于Web服务系统的描述中，正确的是( )。

A、Web采用对等工作模式B、页面到页面的链接信息由URL维持C、Web页面通常符合HTTP规范D、Web的传输协议采用HTML正确答案：B8.从网络设计者角度看，Internet是一种( )。

A、城域网B、广域网C、局域网D、互联网正确答案：D9.某 4 核处理器的计算机系统中共有50个进程，那么，处于就绪状态的进程最多有几个( )。

1、什么是P2P技术？并说说明其优缺点点对点技术（point to point，简称P2P）又称对等互联网络技术，是一种网络新技术，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网络通常用于通过Ad Hoc连接来连接节点。

这类网络可以用于多种用途，各种档案分享软件已经得到了广泛的使用。

P2P技术也被使用在类似VoIP等实时媒体业务的数据通信中。

P2P网络的一个重要的目标就是让所有的客户端都能提供资源，包括带宽，存储空间和计算能力。

因此，当有节点加入且对系统请求增多，整个系统的容量也增大。

这是具有一组固定服务器的C/S结构不能实现的，这种结构中客户端的增加意味着所有用户更慢的数据传输。

P2P网络的分布特性通过在多节点上复制数据，也增加了防故障的健壮性，并且在纯P2P网络中，节点不需要依靠一个中心索引服务器来发现数据。

在后一种情况下，系统也不会出现单点崩溃。

当用P2P来描述Napster 网络时，对等协议被认为是重要的，但是，实际中，Napster 网络取得的成就是对等节点（就象网络的末枝）联合一个中心索引来实现。

这可以使它能快速并且高效的定位可用的内容。

对等协议只是一种通用的方法来实现这一点。

P2P在安全上的好处：隐私保护与匿名通信在P2P网络中，由于信息的传输分散在各节点之间进行而无需经过某个集中环节，用户的隐私信息被窃听和泄漏的可能性大大缩小。

此外，目前解决Internet隐私问题主要采用中继转发的方法，从而将通信的参与者隐藏在众多的网络实体之中。

在一些传统的匿名通信系统中，实现这一机制依赖于某些中继服务器节点。

而在P2P中，所有参与者都可以提供中继转发的功能，因而大大提高了匿名通信的灵活性和可靠性，能够为用户提供更好的隐私保护。

健壮服务与网络抗毁P2P采用了完全分布式架构，网络中的节点既可以获取其他节点的资源或服务、同时又是资源或服务的提供者，不依赖于少数集中控制节点，具有比传统的Client／Server网络更好的健壮性和抗毁性，成为构建高健壮性网络的有效方式。

P2P网络搜索技术一、P2P技术简介（一）概念及特征。

P2P是peertopeer的缩写，是一种用于不同用户PC机之间共享他们所拥有的空闲软硬件资源（处理能力、存储能力、网络连接能力、可共享文件等），可以不经过中心节点直接互相访问和交换信息的技术。

它打破了传统的C/S式，在对等网络中，每个节点都具备客户机和服务器的双重特性，可以同时作为服务使用者和服务提供者。

与其他网络模型相比较，P2P有分散化、可扩展性和健壮性好、高性能等优点。

P2P技术目前的主要应用：文件共享与交换、协同工作、搜索引擎、分布计算、智能代理。

（二）P2P与C/S的区别。

每个对等点具有相同的地位，同时扮演着服务器和客户端两个角色，还具有路由和缓冲的功能。

P2P中每个结点可以很容易加入系统中，其中任一结点可以利用网络上其他对等体的信息资源、理器周期、速缓存和磁盘空间，P2P是基于内容的寻址方式。

P2P模式最主要的优点就是资源的高度利用率，所有节点的资源总和构成了整个网络的资源，整个网络可以被用作具有海量存储能力和巨大计算处理能力的超级计算机。

而且对等点越多，网络性能越好，网络随着规模的增大而越稳固。

信息在网络设备节点间直接流动，高速即时，降低中转服务成本。

但P2P也有些不足，P2P不易管理，对等点可以随意的加入或退出，会造成网络带宽和信息存有的不稳定。

二、P2P的几种搜索技术（一）P2P搜索的几种基本方式1、Index集中式架构。

存有一个提供索引功能的节点，这个节点的索引储存了资源所在的位置信息，给定资源的某种查询条件，索引可以迅速找出符合条件的资源及其所在的位置2、Hash分布式结构。

这种方式要求每一个资源都可以通过某种hash算法找到一个唯一的地址，发布资源时资源不是保存有本地，而是保存有这个资源hash后的地址所对应的节点中。

3、Flooding分布式架构。

这种方式要求每个节点都有查询本地资源的能力，每个节点都有d个邻居，这些节点之间通过邻居关系构成一个连通的网络。

纯分布式P2P网络结构浅析作者：刘凯张华来源：《电脑知识与技术》2012年第36期摘要：P2P（Peer-to-Peer）是现今广泛使用的一种网络模型，非结构化P2P模型和结构化P2P模型是其中两种基本拓扑结构。

非结构化模型一般使用洪泛方法实现，结构化P2P网络一般使用分布式哈希表构建。

该文在分析两种P2P网络的基础上，对比了结构化P2P模型和非结构化P2P模型中的典型案例的实现过程，并对其优缺点进行了总结。

关键词：P2P；洪泛；分布式哈希表中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2012）36-8631-031 研究背景二十一世纪以来，信息技术迅速发展，互联网上的信息量快速增长，根据Google公司的报道，到2005年，Google已经索引了80.6亿个页面和10亿以上的图片，如何有效管理这些信息是一个热点和难点问题。

当前，互联网程序主要使用客户机/服务器（C/S）和浏览器/服务器（B/S）模式，这两种模式都以服务器为中心，由服务器负责存储资源和提供服务。

但随着互联网的发展，两种模式中服务器的负载越来越重，服务器成了发展的瓶颈，同时应用程序对服务器依赖性较大，一旦服务器出现故障，整个系统都面临崩溃。

P2P的出现，使得消除服务器为中心的网络瓶颈成为了可能。

最近几年，P2P计算已称为计算机中的热门话题之一。

P2P网络是一种分布式的网络，它打破了传统的C/S和B/S模式，在网络中每个计算机的功能和地位都是对等的，每个计算机既为其他用户提供服务，也想用其他用户所提供的服务，在P2P中，所有的运算、存储等都分布在各个计算机上，这样就减少了对服务器的依赖，减轻了服务器的负载。

2 P2P网络结构P2P系统一般要构造一个拓扑结构，在这个结构中需要解决节点命名，出错恢复和数据查询等问题，现有的P2P网络结构有以下几种：2.1混合型的P2P结构这种结构并不是完全的分布式P2P，这种结构中仍然有服务器的存在，不过服务器的作用发生了改变，和传统的C/S相比，此时服务器仅祈祷促成各种节点协调和扩展的功能，一般这种服务器我们称为索引服务器。

Chord算法（原理）算法是P2P中的四⼤算法之中的⼀个，是有MIT（⿇省理⼯学院）于2001年提出，其它三⼤算法各⾃是：Chord的⽬的是提供⼀种能在P2P⽹络⾼速定位资源的的算法，Cord并不关⼼资源是怎样存储的，仅仅是从算法层⾯研究资源的取得，因此Chord的API就简单到仅仅有⼀个set、get。

1、Chord是什么？Chord是⼀个算法，也是⼀个协议。

作为⼀个算法，Chord能够从数学的⾓度严格证明其正确性和收敛性；作为⼀个协议，Chord具体定义了每⼀个环节的消息类型。

当然，Chord之所以受追捧，另⼀个主要原因就是Chord⾜够简单，3000⾏的代码就⾜以实现⼀个完整的Chord。

Chord还能够被作为⼀个⼀致性哈希、分布式哈希（DHT）的实现。

2、覆盖⽹络（overlaynetwork）是指这样⼀种⽹络：构建在其它⽹络之上、⽹络节点之间通过虚拟或逻辑连接在⼀起，⽐⽅云计算、分布式系统都是覆盖⽹络，由于其都构建于TCP/IP之上，且节点之间有联系。

Chord也是构建于覆盖⽹络。

3、结构化与⾮结构化⽹络⾮结构化的P2P⽹络是指⽹络节点之间不存在组织关系，节点之间全然是对等的，⽐⽅第⼀代P2P⽹络Napster，这类⽹络结构清晰、简单，但查找没有多⼤的优化余地，常常採⽤全局或分区泛洪查找，查找时间长、且结果难以保证（有可能在找到前就超时）。

结构化的P2P⽹络与⾮结构化恰好相反，我们觉得⽹络在逻辑上存在⼀个⼈为设计的结构，⽐⽅Chord假定⽹络是⼀个环，Kadelima则假定为⼀颗⼆叉树，全部的节点均为树的叶⼦节点。

有了这些逻辑结构，就给我们资源查找引⼊了很多其它的算法和思路。

4、分布式哈希表（DHT）的主要想法是把⽹络上资源的存取像Hashtable⼀样，能够简单⽽⾼速地进⾏put、get，该思想的诞⽣主要是受第⼀代P2P（Napster）⽹络的影响。

与⼀致性哈希相⽐，DHT更强调的是资源的存取，⽽⽆论资源是否是⼀致性的。

P2P网络的搜索算法分析摘要：P2P网络的搜索算法是P2P技术的一个重要研究领域。

通过对P2P网络搜索算法定义和研究意义的介绍，让读者概略地了解此种搜索算法；并且通过对其分类，展示了其发展的过程；最后，通过典型P2P搜索算法的分析，进一步说明了其优越性和发展前景。

关键词：P2P；搜索算法；泛洪；ＤＨＴ1什么是P2P网络的搜索算法P2P是英文Peer to Peer（对等）的简称，又被称为“点对点”。

“对等”技术是一种网络新技术。

P2P技术可以不通过服务器的中转而实现计算机系统之间资源和信息的直接共享。

P2P 技术研究的一个重要分支便是搜索算法的研究。

P2P搜索算法即指基于P2P网络结构的搜索方式。

它的存在形式导致其与现有搜索技术有了很大的不同。

由于P2P 网络资源分散性极强，分布于各个节点；节点允许自由进退，资源不断变化处于动态。

而这两方面都使得P2P网络搜索的难度大大地增加。

2P2P网络搜索算法的分类对比2.1集中式集中式的搜索是以目录服务器为中心的搜索方式。

目录服务器会记录下网络中共享资源的所有信息并且会对对这些共享资源逐一进行索引和查找。

集中式搜索里，所有的对等点和已经知道地址的目录服务器都相互连接，因此，目录服务器会记下每个对等点的加入或离开，并随之更新系统索引表。

集中式搜索具有诸多优势，例如：搜索的速度快、内容全面，搜索过程中需要的信息量小，节省网络带宽等等。

但是，不容忽视的是，集中式搜索也有其自身无法克服的缺陷：由于中央服务器的瘫痪容易造成其整个网络的崩毁，因此大大降低了其搜索的可靠性和安全性；另外，中央目录服务器的更新维护费用都会由于网络规模的扩大而急剧增加，致使所需成本也大大提高；再有就是中央服务器的存在引起了共享资源在版权上的划分不清纷争不断，也因此这种搜索成为了非纯粹意义的P2P 网络模型。

2.2分布式搜索能够解决集中式搜索所具有以上的问题。

与集中式搜索相比较，分布式搜索没有目录服务器，或者说每个对等点都可称为一个服务器；每个对等点都具有相似的功能；对等点通过彼此相连串联起整个网络体系，依靠其所在的网络来搜索确定其余对等点和搜索资源。