P2P网络技术的分析研究-小论文_鱼忆北

P2P network technology analysisFish 11. XXXX, Chengdu, China, 610225Abstract：P2P (Peer to Peer) technology is a computer network in a new and important network model for the wide application of Internet has important influence. This paper first introduces the concept, characteristics and main P2P application, and then a detailed analysis of the typical P2P application mechanism as well as the advantages and disadvantages, and finally according to the advantages and disadvantages of P2P technology for the future development of P2P technology analysis.Keywords：peer-to-peer network; Equivalence calculation; Data distribution; File sharing; Distributed storage;P2P网络技术的分析研究作者11.学校，成都，中国，610225【摘要】：P2P（Peer to Peer）技术是计算机网络中的一种新兴的、重要的网络模型，对互联网的广泛应用产生重要的影响。

本文首先介绍了P2P概念、特点及主要应用，然后详细分析了典型的P2P应用机制以及优缺点，最后根据P2P技术的优缺点对P2P技术的未来发展进行分析。

【关键词】对等网络；对等计算；数据分发；文件共享；分布式储存；1 引言P2P（Peer-to-Peer），中文译为对等网络或对等计算，在不到10年的时间里迅速发展成为Internet上最新潮的思想、最流行的技术和最具影响力的应用。

我们可以随意举出几个在网民中耳熟能详的P2P网络软件名称：BT、迅雷、电驴、Skype、PPLive等等，可以说其中的每一个都曾经或者正在深刻影响着人们上网的方式和体验。

P2P应用领域包括文件共享、网络音频、网络视频、协同计算、虚拟社区等等。

从而可以看出：P2P网络技术已经渗透到绝大多数Internet应用领域中来，并且P2P网络技术在其中很多领域占据支配性的地位。

几年前就有来自多个国家的测量报告指出，P2P网络流量已占据当前Internet超过一半的宽带资源，成为名副其实的“改变Internet的新一代网络技术”。

2 什么是P2PP2P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，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网络中各节点在功能以及地位上是平等的，对等节点之间可以通过直接连接而共享、传递资源，并不需要通过集中式服务器中转。

与传统的客户端/服务器（C/S）网络模式相比较，它有能更好的利用网络资源、减轻服务器负担以及消除服务器瓶颈等优点。

基于以上优点，P2P模式越来越受到广泛的关注。

很多商业公司、研究部门都认为该技术蕴涵着巨大的商业和技术潜在价值，并从不同的角度应用和研究该技术。

目前主要的研究角度有：文件共享、即时通讯、流媒体、网络游戏以及对等计算等。

但是同时，P2P网络模式也有着诸如安全性能较差以及难以有效管理等传统C/S模式没有的缺点。

所以在利用P2P 技术带来的优势的同时，也需要注意其带来的不可避免的负面影响。

3 P2P网络特点与其它网络模型相比，P2P具有以下特点：1 、分散化分散化是P2P的基本特点，由此带来了其在可扩展性、适应性等方面的优势。

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入，避免了可能的瓶颈。

即使是在混P2P中，虽然在查找资源、定位服务或安全检验等环节需要集中式服务器的参与，但主要的信息交换最终仍然在节点中间直接完成。

这样就大大降低了对集中式服务器的资源和性能要求。

2、可扩展性P2P可扩展性好这一优点已经在一些得到应用的实例中得以证明，如Napster，Gnutella，Freenet等。

在传统的C/S架构中，系统能够容纳的用户数量和提供服务的能力主要受服务器的资源限制。

为支持互联网上的大量用户，需要在服务器端使用大量高性能的计算机，铺设大带宽的网络。

为此机群、cluster等技术纷纷上阵。

在此结构下，集中式服务器之间的同步、协同等处理产生了大量的开销，限制了系统规模的扩展。

而在P2P网络中，随着用户的加入，不仅服务的需求增加了，系统整体的资源和服务能力也在同步地扩充，始终能较容易地满足用户的需要。

即使在诸如Napster等混合型架构中，由于大部分处理直接在节点之间进行，大大减少了对服务器的依赖，因而能够方便地扩展到数百万个以上的用户。

而对于纯P2P来说，整个体系是全分布的，不存在瓶颈。

理论上其可扩展性几乎可以认为是无限的。

3、强适应性在互联网上随时可能出现异常情况，网络中断、网络拥塞、节点失效等各种异常事件都会给系统的稳定性和服务持续性带来影响。

在传统的集中式服务模式中，集中式服务器成为整个系统的要害所在，一旦发生异常就会影响到所有用户的使用。

而P2P架构则天生具有耐攻击、高容错的优点。

由于服务是分散在各个节点之间进行的，部分节点或网络遭到破坏对其它部分的影响很小。

而且P2P模型一般在部分节点失效时能够自动调整整体拓扑，保持其它节点的连通性。

事实上，P2P网络通常都是以自组织的方式建立起来的，并允许节点自由地加入和离开。

一些P2P模型还能够根据网络带宽、节点数、负载等变化不断地做自适应式的调整。

4 、隐私性随着互联网的普及和计算/存储能力飞速增长，收集隐私信息正在变得越来越容易。

隐私的保护作为网络安全性的一个方面越来越被大家所关注。

目前的Internet通用协议不支持隐藏通信端地址的功能。

攻击者可以监控用户的流量特征，获得IP地址。

甚至可以使用一些跟踪软件直接从IP地址追踪到个人用户。

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技术方法，从而将通信的参与者隐藏在众多的网络实体之中。

在传统的一些匿名通信系统中，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讯的灵活性和可靠性，能够为用户提供更好的隐私保护。

5 、高性能性能优势是P2P被广泛关注的一个重要原因。

随着硬件技术的发展，个人计算机的计算和存储能力以及网络带宽等性能依照摩尔定理高速增长。

而在目前的互联网上，这些普通用户拥有的节点只是以客户机的方式连接到网络中，仅仅作为信息和服务的消费者，游离于互联网的边缘。

对于这些边际节点的能力来说，存在极大的浪费。

采用P2P架构可以有效地利用互联网中散布的大量普通节点，将计算任务或存储资料分布到所有节点上。

利用其中闲置的计算能力或存储空间，达到高性能计算和海量存储的目的。

这与当前高性能计算机中普遍采用的分布式计算的思想是一致的。

但通过利用网络中的大量空闲资源，可以用更低的成本提供更高的计算和存储能力。

P2P的主要应用1、文件共享P2P技术使在Internet 上的任意两台计算机之间直接共享文档、多媒体和其它文件成为了可能。

利用P2P 技术, 网上计算机之间可以进行直接交互,而不需要使用任何一台中央服务器。

Napste抓住用户希望能够通过互联网共享MP3音乐文件的需要，以P2P的方式实现了文件交换系统，从而引发了P2P革命。

在P2P网络中, 对等机通过不同的查询机制定位含有所需资源的其它对等机后,将直接与其建立接，并下载所需文件。

2、分布式计算简单的说, 分布式计算就是把原来需要超级计算处理的庞大任务进行分块, 并通过位于系统控制中心的调度软件对分块任务进行调度和管理, 分发给许多普通计算机来执行其具体运算操作, 操作完成后将结果返回给控制中心。

在P2P网络中，协调P2P网络中的计算机完成同一计算任务。

3、协同工作现在公司机构日益分散，P2P技术建立了一个安全、共享的虚拟空间，可以使一起工作的用户相互间共享着不同的因特网资源，但他们通过协同工作完成一项共同的任务。

利用P2P 来进行协同工作较之传统的Web方式，可以节约成本和支出。

和文件共享形式不同, 协作系统中的一个用户可以在同一时刻将一个信息多点传送到若干个用户。

Lotus公司开发的协同工作产品Groove就是P2P技术在该领域最具有代表性的应用之一。

4、电子商务基于P2P技术的直接性和易扩展性，该模式很适用于用户之间的商品买卖，目前它在电子商务上的应用包括：金融服务、购物行为分析、电子商务集市。

5、以P2P为基础的深度搜索引擎P2P技术的另一个优势是开发出强大的搜索工具。

P2P技术使用户能够深度搜索文档, 而且这种搜索无需通过Web服务器, 也可以不受信息文档格式和宿主设备的限制, 可达到传统目录式搜索引擎( 只能搜索到20%～30%的网络资源) 无可比拟的深度( 理论上将包括网络上的所有开放的信息资源) 。

3 典型P2P应用的机制分析分析典型的P2P应用机制可以深入了解P2P的原理。

本节将对文件分发、流媒体应用、语音服务3个领域中具有代表性的软件机制进行详细的分析。

对于这些软件的分析有助于理解P2P技术的原理和把握P2P技术未来发展的趋势。

3.1 BitTorrentBitTorrent软件用户首先从Web服务器上获得下载文件的种子文件，种子文件中包含下载文件名及数据部分的哈希值，还包含一个或者多个的索引(Tracker)服务器地址。

它的工作过程如下：客户端向索引服务器发一个超文本传输协议(HTTP)的GET请求，并把它自己的私有信息和下载文件的哈希值放在GET的参数中；索引服务器根据请求的哈希值查找内部的数据字典，随机地返回正在下载该文件的一组节点，客户端连接这些节点，下载需要的文件片段。

因此可以将索引服务器的文件下载过程简单地分成两个部分：与索引服务器通信的HTTP，与其他客户端通信并传输数据的协议，我们称为BitTorrent对等协议。

BitTorrent协议也处在不断变化中，可以通过数据报协议(UDP)和DHT的方法获得可用的传输节点信息，而不是仅仅通过原有的HTTP，这种方法使得BitTorrent应用更加灵活，提高BitTorrent用户的下载体验。