P2P文件共享系统的实现分析
- 格式：doc
- 大小：90.50 KB
- 文档页数：8
Ｐ２Ｐ文件共享系统的实现分析作者：叶晓琼来源：《现代商贸工业》2008年第10期摘要：系统Qt P2P file-sharing System (QPS)是利用Qt开发的P2P文件共享系统。
QPS采用P2P中的混合模式，此模式结合了集中目录式和纯分布式两者的优点，在实现上具有简易性，在共享度上具有很强的扩展性。
QPS的最大特点是加入了策略。
这种策略能限制一些用户只下载而不共享资源的行为。
策略的引入是为了鼓励用户与其他人分享自己的资源，而不仅仅是索取。
入策略的QPS不仅能比较有效的限制只下载不分享的行为，而且对系统的寿命也有相当程度的提高。
关键词：文件共享；P2P；策略；中图分类号：TP文献标识码：A文章编号：1672-3198（2008）10-0355-C/S式架构造就了一批著名的门户网站，如雅虎，新浪等。
这些网站容易受到黑客的亲睐后果是服务崩溃。
C/S式架构只有一个服务器或服务机群，服务器一旦崩溃，它提供的服务也将停止。
而P2P式架构却正好相反，它没有服务器(相对C/S架构而言)或服务器是分布的，一个服务器崩溃了，其他的服务器照样能提供服务。
这种架构能有效的抵抗DDOS攻击，它的安全性有很可靠的保障。
另外,采用P2P式架构的网络资源共享系统不但大大的减轻了单个服务器的负担，而且也提高了很大的安全性。
人们也可以通过这种架构建立自己的信息天地，与其他的人分享自己的资源。
1 系统设计实现的重点与难点系统QPS在Linux上用Qt开发，系统设计原理和策略都并不复杂，但这不代表系统的实现也是简单的。
对于系统的整个实现来说，有三个地方是最重要的，也是比较难的。
先介绍系统运行流程：(1)Group-leader peer运行，并连接上其他的任意某个Group-leader peer；(2)Ordinary peer连接（登陆）某个Group-leader peer，并把所资源表发送个Group-leaderpeer；(3)Group-leader peer将已连接的其他PC的资源表发送给此ordinary peer；(4)Ordinary peer浏览资源并选择下载或则向Group-leader peer发送资源搜索请求；(5)Group-leader peer将资源表中符合搜索的资源所在ordinary peer的IP发给请求ordinary peer，同时向其他以连接的Group-leader peer发送搜索请求，其他的Group-leader peer将资源IP反馈，收到反馈后再发送个搜索ordinary peer；(6)Ordinary peer从获得的资源表中选择下载，即与另一个ordinary peer建立连接，下载完毕后断开连接。
从上面的过程可以看出，系统共有三个通信链路，分别是：(1)Group-leader peer与Group-leader peer之间的通信；(2)ordinary peer与Group-leader peer之间的通信；(3)ordinary peer与ordinary peer之间的通信。
三个通信链路上的信息都是不一样的。
因此，必须给三个通信链路都制定相应的通信协议。
QPS不是多线程的，因此对每个通信套接字来说，都必须知道对方的套接字。
这在实现上也存在一定的难度，这个是由开发工具而带来的。
最后一个难度是NAT穿透问题。
为了解决不同局域网间的通信，这个问题的解决是必须的。
由于开发硬件环境的限制，现版本的QPS 本没有考虑这个问题。
也就是说，实现的版本是局域网内的。
在此，需要指出的是，NAT的问题并没有违背QPS的目的。
首先，QPS只是当前的一个版本，以后可能会进一步完善；再者，在将来IPv6的推出就自然而然的解决了不同局域网内通信这一问题。
2 实现过程针对上节的三个通信链路，必须要设计好三个通信协议。
先看下QPS中需要传输的各种信息。
如图1：通信链路上的信息表示的意义如下：Download request：文件下载请求信息；File data：文件数据；Local share list：本地的共享信息列表，包括文件名，文件大小，下载次数等；Share list：Group-leader peer上的共享信息列表；Search message：文件搜索信息，包括文件名及搜索跳数；Search result：返回的搜索结果，包括文件名和文件所在IP；Other leader msg：其他leader peer上的信息，包括连接ordinary peer数目和文件数量等；Local share msg：和other leader msg一样。
（1）数据结构定义。
为了实现以上三个通信协议，首先规定了一些数据结构，以区别不同的通信信息。
个种数据结构如下：#define FILEINFO 1//文件信息#define SHAREINFO 2//共享列表信息#define DOWNLOAD3//下载请求信息#define SEARCH4//文件搜索信息#define LEADERINFO 5//Group-leader peer信息 #define FILEDATA6//文件数据#define MAX_SIZE (2048*10) //文件数据的大小int type;//表示是何种信息，下同ULONG size; //文件大小ULONG downloadTimes; //文件下载次数char name［100］; //文件名}FileMsg; //文件信息结构体typedefULONG size;//文件大小ULONG downloadTimes;//文件下载次数char ip［20］;//文件所在char name［100］;//文件名}ShareMsg; //共享信息列表结构体ULONG size; //文件大小ULONG seek;//文件数据块在文件中的位置char name［100］;//文件名}DownloadMsg;//下载请求结构体ULONG tips; //文件搜索跳数char name［100］; //文件名}SearchMsg; //文件搜索结构体ULONG connectedNumber;//连接数量ULONG fileNumber; //文件数目char ip［20］;//Group-leader peer的}LeaderMsg;//Group-leader peer信息结构体ULONG seek;//文件数据块在文件中的位置ULONG bytes; //buff中的实际字节数ULONG size; //文件大小char name［100］;//文件名char buff［MAX_SIZE］;//文件数据}FileData;//文件数据结构体（2）信息传输函数的声明。
void downShareList();//download othvoid uploadFile(int sock);//upload the file data that downloader requevoid sendShareList(ComSocket* socket); //send share list to peer -void svoid leaderSearch(int sock);//receive以上函数是根据上面的数据结构而声明的。
每个函数都有一个对应的数据结构。
这些函数是整个系统的核心。
设计了解决通信问题的数据结构和函数的声明后，剩下需要做的便是具体编码，将声明的函数加以实现，最后测试其是否正确便真正意义上的解决了上面叙述的难点问题，也是核心问题。
（3）用户接口。
QPS只给用户提供了简单的操作接口，但我相信这是足够的。
具体的用户接口如下：连接选择：让用户选择想要连接的Group-leader peer。
上传数目设置：为了限制上传量，保障用户的系统资源(CPU，网络带宽等)。
搜索设置：让用户输入文件名及搜索跳数。
下载选择：双击文件名即可下载该文件。
共享目录设置：让用户选择想要共享的目录下载目录设置：让用户选择下载文件放置的路径除了上述用户可以直接操作的接口外，还有些接口是用户不可操作的。
这些接口是用来显示当前系统的运行情况。
比如，下载显示用来显示当前正在下载的文件，包括下载速率，已下载文件的大小等；而下载完成列表显示的则是系统自启动以来下载的所有文件列表。
对于许多的其他文件共享系统来说，它们都有丰富的接口，尽可能的让用户使用更简便。
QPS的设计和实现的主要目的是在原理和策略上挖掘网络资源，使得网络资源能够尽可能的广泛共享。
因此，在界面上只做了基本的接口。
（4）配置文件。
为方便用户的各项设置，QPS中也有许多的配置文件。
这些配置文件在系统运行时会被自动的读取，相应的变量会被赋值。
用户改变某个设置后，这项设置同样会被写入到配置文件中，并在下次运行时被读取。
这类配置文件典型的是下载目录和共享目录的设置。
系统运行时，会找到当前共享目录路径，并获取该目录下文件信息。
还有一类配置文件是可作为用户输入的文本文件。
比如leaders.dat这个文件就是用来让用户输入可以选择连接的Group-leaderpeer IP的。
记录文件被下载次数的配置文件对用户来说是不可更改的，这是为了防止用户恶意修改此文件以获得totalValue，达到少共享文件就可以下载大量文件的目的。
文件共享系统QPS是在上面叙述的四点上一步一步加以实现的，其中也有考虑不全的地方，反反复复经过了几次修改。
在提供基本功能上，工作重点都放在协议的实现上。
由于Qt 开发平台没有对网络程序提供丰富的接口，许多的接口不得不自己一步一步实现并测试正确性。
在这点上，对QPS的实现确实用相当大的影响。
当然，这带来的好处是二次开发比较简便，因为上层的接口都是已经实现了的，正确性很高。
参考文献［1］陆正中，马进德，石正贵等.JBuilder 9软件开发项目实践［M］.北京：清华大学出版社，2005：240-261.［2］，Keith W.Ross。
计算机网络——自顶向下方法与Internet特色［M］.北京：高等教育出版社，2005：136-［3］等，Java P2P技术内幕［M］. 北京：电子工业出版社，2003：200-［4］许斌. JXTA——Java P2P网络编程技术［M］. 北京：清华大学出版社，2003：1-［5］，Traversat，Gong. JXTA技术手册［M］. 北京：清华大学出版社，2004：23-78.。
