结构化P2P网络的安全高效路由算法的研究

对等网络 (P2P一、概述(一定义对等网络 (P2P网络是分布式系统和计算机网络相结合的产物 ,在应用领域和学术界获得了广泛的重视和成功 ,被称为“改变 Internet 的新一代网络技术〞。

对等网络 (P2P:Peer to Peer。

peer指网络结点在 :1 行为上是自由的—任意参加、退出 ,不受其它结点限制 ,匿名 ;2 功能上是平等的—不管实际能力的差异 ;3 连接上是互联的—直接 /间接 ,任两结点可建立逻辑链接,对应物理网上的一条IP 路径。

(二 P2P网络的优势1、充分利用网络带宽P2P不通过效劳器进行信息交换 ,无效劳器瓶颈 ,无单点失效 ,充分利用网络带宽 , 如 BT 下载多个文件 ,可接近实际最大带宽 ,HTTP 及 FTP 很少有这样的效果2、提高网络工作效率结构化 P2P 有严格拓扑结构 ,基于 DHT, 将网络结点、数据对象高效均匀地映射到覆盖网中 ,路由效率高3、开发了每个网络结点的潜力结点资源是指计算能力及存储容量,个人计算机并非永久联网,是临时性的动态结点,称为“网络边缘结点〞。

P2P 使内容“位于中心〞转变为“位于边缘〞,计算模式由“效劳器集中计算〞转变为“分布式协同计算〞。

4、具有高可扩展性 (scalability当网络结点总数增加时 ,可进行可扩展性衡量。

P2P 网络中 ,结点间分摊通信开销 ,无需增加设备 ,路由跳数增量小。

5、良好的容错性主要表达在 :冗余方法、周期性检测、结点自适应状态维护。

二、第一代混合式P2P网络(一主要代表混合式 P2P 网络 ,它是 C/S 和 P2P 两种模式的混合 ;有两个主要代表 :1、Napster—— P2P网络的先驱2、BitTorrent——分片优化的新一代混合式P2P网络(二第一代 P2P网络的特点1、拓扑结构1 混合式 (C/S+P2P2 星型拓扑结构 ,以效劳器为核心2、查询与路由1 用户向效劳器发出查询请求,效劳器返回文件索引2用户根据索引与其它用户进行数据传输3路由跳数为 O(1,即常数跳3、容错性 :取决于效劳器的故障概率(实际网络中 ,由于本钱原因 ,可用性较低。

P2P网络的安全问题分析2007220334 庞玲摘要本文介绍了P2P的基本概念以及特点，P2P网络通过直接交换方式在大量分散的计算机之间实现资源及服务共享，其具有分布式结构以及能够充分利用网络资源的特性，使得它在文件共享，流媒体，即时通信，匿名通信等应用中发挥了巨大作用。

分析了在P2P网络及其应用中的一些安全问题，并针对不同的情况提出了相应的解决方案。

关键词P2P，安全性，文件共享，流媒体，即时通信，匿名通信一、P2P概述P2P即Peer-to-Peer，称为对等计算或对等网络。

P2P技术主要指由硬件形成连接后的信息控制技术，其主要代表形式是基于网络协议的客户端软件。

P2P起源于最初的互联网通信方式，如通过局域网互联同一建筑物内的PC。

因此从基础技术角度看，P2P不是新技术，而是新的应用技术模式[1]。

学术界、工业界对于P2P没有一个统一的定义，Intel将P2P定义为“通过系统间的直接交换所达成的计算机资源与信息的共享”，这些资源与服务包括信息交换、处理器时钟、缓存和磁盘空间等。

而IBM将P2P定义如下，P2P系统由若干互联协作的计算机构成，且至少具有如下特征之一：系统依存于边缘化(非中央式服务器)设备的主动协作，每个成员直接从其他成员而不是从服务器的参与中受益；系统中成员同时扮演服务器与客户端的角色；系统应用的用户能够意识到彼此的存在，构成一个虚拟或实际的群体[2]。

虽然各种定义略有不同，但共同点都是P2P打破了传统的C/S模式[3]：(1)网络中的不同节点之间无需经过中继设备直接交换数据或服务，每个节点的地位都是对等的，拥有对等的权利和义务，既充当服务器，为其他节点提供服务，同时也享用其他节点提供的服务。

(2)网络服务从“中心化”转向“边缘化”，减少了对传统C/S结构服务器1计算能力、存储能力的要求，同时因为资源分布在多个节点，更好地实现了整个网络的负载均衡。

(3)P2P技术可以使非互联网络用户很容易加入到系统中，理论上其可扩展性几乎可以认为是无限的。

P2P网络安全性分析摘要：随着互联网规模的迅猛发展和进步，P2P网络技术逐渐得到越来越多的应用，成为计算机领域的研究热点。

P2P网络是一种网络模型，在这种网络模型中所有网络节点都是对等的，即提供服务也享用服而无需通过中心服务器的参与。

本文全面介绍P2P网络实现原理，并对其安全性进行分析。

关键词：P2P网络；路由攻击中图分类号：TP393.08 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 (2010) 05-0000-01Analyze the Security of P2P NetworkZhang Peng(Tianjin Polytechnic University,TianJin 300160,China)Abstract:With the development of network,P2P network technology applications more widely.P2P network is a network model which all network nodes in the network model are equal,This paper de scribes the theory of P2P networks and analyze it’s security.Keywords:P2P network;Routing attacks一．P2P简介P2P是一种分布式网络，在这种网络拓扑上，计算机都处于对等地位，即提供服务也享用服，即能充当网络服务的客户机，又能响应其它计算机的请求，提供资源与服务。

整个网络彼此实现资源共享而不依赖于集中服务器，因此P2P网络发展很快，并成为今年研究的热点。

P2P网络模型参见下图：二、P2P网络中存在的安全问题（一）版权问题在P2P共享网络中存在着知识产权保护问题，P2P共享软件也迫切需要寻找一条可以与媒体发布厂商共生的道路。

计算机网络中的路由算法优化技术研究在计算机网络中，路由算法是决定数据包从源节点到目标节点传输路径的重要组成部分。

随着网络规模的不断增大和网络流量的迅猛增长，如何高效地选择最佳的数据传输路径成为一个关键的问题。

因此，对于路由算法的优化技术的研究显得尤为重要。

本文将综合分析当前计算机网络中的路由算法优化技术，并提出了一些潜在的研究方向。

首先，我们可以从网络拓扑结构的优化出发来进行路由算法的优化。

网络拓扑结构是路由算法的基础。

传统的网络拓扑结构通常是基于平面网格或者对等网络结构的，但这种结构可能会导致一些性能瓶颈。

因此，我们可以考虑采用非传统的拓扑结构，如小世界网络或者无标度网络，来提高路由算法的效率。

这些拓扑结构具有更好的容错性和可扩展性，可以更好地适应网络中节点的动态变化。

其次，我们可以针对网络负载进行路由算法的优化。

当前计算机网络中，负载不均衡是一个普遍存在的问题。

即使是采用一些经典的路由算法，如Dijkstra或者Bellman-Ford算法，也无法完全解决负载不均衡问题。

因此，我们可以通过引入动态负载均衡算法来优化路由算法。

动态负载均衡算法可以根据网络中各节点的负载情况，动态地调整数据包的传输路径，以实现负载的均衡。

此外，我们可以考虑通过引入机器学习算法来优化路由算法。

机器学习算法可以分析和学习网络中节点之间的数据传输模式，从而在决策数据包传输路径时，选择最佳的路径。

例如，我们可以使用监督学习算法来标记具有最小延迟的路径，并在后续数据传输中优先选择这些路径。

这种方法可以大大提高网络的响应速度和数据传输效率。

另外，我们可以利用软件定义网络（SDN）技术来优化路由算法。

SDN是一种新兴的网络架构，它将网络控制器与网络设备的数据平面分离，从而使得网络控制器可以根据网络中的实时情况，动态地调整路由算法。

通过使用SDN技术，我们可以实现对路由算法的灵活控制和调整，从而提高网络的性能。

最后，我们可以考虑将多目标优化技术应用于路由算法的优化。

Micr ocomputer Applica tions V ol.27,No.7,2011研究与设计微型电脑应用2011年第27卷第7期3文章编号：1007-757X(2011)07-0038-03基于语义的p2p 路由算法研究综述张增杰，刘鑫，李晓城，钱松荣摘要：路由算法在P2P 网路中占有重要的地位，资源的定位、查找均依赖于高效的路由算法。

传统的P2P 网络采用分布式哈希表来进行路由，是与资源的自然语义内容无关的算法，或者说分布式哈希表破坏了自然语言的语义内容。

最近10年以来，语义路由算法在P2P 网络中逐渐兴起。

随着语义网的提出，本体成为自然语言研究方面的热点。

语义覆盖网正是基于本体的知识体系构建的。

而随着社交网路的兴起，又提出了语义小世界的概念。

LSI 、LSH 、VSM 以及各中聚类算法均在P2P 网络的语义路由中得到了广泛的应用。

关键词：语义覆盖网，语义小世界，LSI ，LSH ，空间向量模型中图分类号：TP311文献标志码：A0引言对等网(peer to peer ,P2P)的研究越来越受到科研人员的重视，财富杂志将P2P 技术列为影响Internet 未来的4项科技之一。

与传统的Client/Server 模式不同，P2P 网络中的每个节点的地位都是对等的，既充当服务器，为其他节点提供服务，同时也享用其他节点提供的服务。

P2P 网络拥有广泛的应用，主要集中在文件信息共享、协同计算和分布式存储等领域。

P2P 网络需要考虑的技术要点主要有路由算法、网络拓扑、网络动态管理、分布式存储算法与查询机制。

传统的P2P 路由算法主要基于分布式哈希表（Distributed Hash Table ，DHT ），近来随着语义网（semantic web ）[1]研究的兴起，研究人员将语义引入了P2P网络。

从对传统P2P 网络的改进，到语义覆盖网（semanticoverlay network,SON ）、语义小世界(semantic small world)[3]等概念的提出，P2P 网络的语义路由算法已经有了阶段性的进展。

6zyj 职业技术黑龙江赵洪光杨文优化的P2P 路由策略研究技术课堂职业技术1结构化P 2P 网络语义路由基本过程由于本文所做的改进工作建立在CAN 协议路由算法的基础上,因此,以下将对语义路由的概念及CAN 协议进行简要的介绍。

C AN (C ontent -Addr essable Networ k)语义路由过程CAN 类似于一个大的哈希表,CAN 的基本操作包括插入、查找和删除(关键字,位)对。

CAN 由大量自治的节点组成,每个节点保存哈希表的一部分,称为一个区(Zone)。

此外,每个节点还保存少量的邻接区的信息。

对每个特定关键字的插入(或者查找、删除)请求由中间的CAN 节点进行路由直到到达包括该关键字的CAN 节点所在的区。

CAN 的设计完全是分布式的,它不需要任何形式的中央控制点。

CAN 具有很好的可扩展性,节点只需要维护少量的控制状态而且状态数量独立于系统中的节点数。

CA N 支持容错特性,节点可以绕过错误节点进行路由。

CAN 基于虚拟的d 维笛卡儿坐标空间实现其数据组织和查找功能。

整个坐标空间动态地分配给系统中的所有节点,每个节点都拥有独立的互不相交的一块区域。

图1给出了一个2维的[0,1]×[0,1]的笛卡儿坐标空间划分成五个节点区域的情况。

图1笛卡儿坐标空间区域的划分虚拟坐标空间采用下面的方法保存(关键字,值)对。

当保存(Kl,Vl)时,使用统一的哈希函数把关键字K1映射成坐标空间中的点Pe er 。

那么这个值将被保存在该点所在区域的节点中。

当需要查询关键字Kl 对应的值时,任何节点都可以使用同样的哈希函数找到K1对应的点Pee r ,然后从该点对应的节点取出相应的值。

如果此节点不是发起查询请求的节点,CAN 将负责将此查询请求转发到对应的节点。

CAN 中的路由机制非常简单,只需要计算目的点的坐标,然后寻找从发起请求的点到目的点的一条路径就可以。

首先我们需要给出两个节点区域邻接的含义,在d 维坐标空向中,当两个区域在[d-1]维上都覆盖相同的跨度而在另一维上相互邻接,则称这两个区域邻接。

P2P技术的应用及其研究现状摘要自1999年以来，对等网络（P2P）技术因其充分利用网络资源和网络带宽等诸多优点而受到国内外学术界和商业组织的广泛关注。

美国《财富》杂志更称之为改变因特网发展的四大新技术之一，甚至被认为是无线宽带互联网的未来。

文中首先介绍P2P的概念及其四种网络模型：集中目录式、纯分布式、混合式和结构化，并将P2P模型与C/S模型进行对比，结果表明：在有效利用网络中的大量闲置信息、存储空间、处理器周期等资源、避免服务器带来的瓶颈问题、降低服务器成本等方面，P2P有着明显的优势；然后介绍P2P文件交换、对等计算、协同工作等应用模型及其研究现状；最后讨论P2P网络存在的问题。

关键字对等网络（P2P）技术客户端∕服务器（C/S）模型模型引言随着Internet网络的广泛普及、网络带宽的大幅增加以及基于Internet的端系统计算能力迅速增强，在客户端∕服务器（C/S）模式（通常只有服务器节点资源得到利用）中被忽略的且广泛存在的用户端设备成为一种宝贵的计算资源。

因此，“充分利用网络边缘资源”成为新的研究和应用目标之一，其中“网络边缘资源”是指那些在传统应用模式中作为客户端而往往被忽略的计算设备。

而对等网络（P2P）技术正是在这样的形势下迅猛兴起，如今P2P技术研究的涉及面已十分广阔，包括网络拓扑、分布式存储、安全性和可靠性等。

P2P技术应用更是涵盖诸多方面，商业和民用领域的文件与数据共享和存储、、科研领域的协同和并行计算等。

然而P2P也同样在其发展历程中存在着许多或难以克服或存在缺陷的问题，比如版权问题、安全问题等。

尽管问题如此之多，不置可否，P2P技术正不断变革着网络，并且改变人们的生活。

1P2P的概念及其网络模型目前在学术界以及商业组织上对于P2P 没有一个统一的定义，下面有三种定义：1 P2P是一种通信模型，其中每个参与者都有相同的能力。

在Internet上，P2P是一种网络类型，它允许相同网络程序的计算机相互建立连接，直接访问对方的硬盘上的文件。

P2P系统安全方案引言P2P（Peer-to-Peer）系统是一种去中心化的计算机网络架构，它允许个体节点直接进行通信和资源共享，而无需经过中央服务器。

由于其去中心化特性，P2P 系统的安全性问题备受关注。

本文将探讨P2P系统的安全方案，以确保系统的可靠性和保密性。

1. 身份验证在P2P系统中，确保节点的身份是合法且可信的非常重要。

为了实现节点的身份验证，可以采用以下安全方案：•公钥加密：使用公钥密码体制进行身份验证。

每个节点都持有一个公钥和私钥，通过私钥对消息进行签名并验证发送者的身份。

•数字证书：使用数字证书来验证节点的身份。

每个节点都可以通过获取数字证书来证明其身份的合法性。

•多因素认证：采用多种身份验证因素，如密码、指纹、面部识别等。

确保节点的身份是多重验证的，提高系统的安全性。

2. 密钥管理为了确保P2P系统中通信的保密性和完整性，密钥管理是必不可少的。

以下是一些常用的密钥管理方案：•秘密共享：将密钥分成多个部分，分发给不同的节点，以确保只有当所有节点合作时才能重建密钥。

这种方案可以增加系统的安全性，因为即使有部分节点被攻破，仍然无法获得完整的密钥。

•密钥交换协议：使用密钥交换协议（如Diffie-Hellman协议）来安全地交换密钥。

通过协议确保密钥在通信双方之间的安全传输，从而防止密钥被中间人攻击者窃取。

•定期更新：定期更换密钥，以防止密钥被攻击者长时间获取和使用。

定期更新密钥可提高系统的安全性。

3. 数据加密P2P系统中的数据传输需要采取适当的加密措施，以确保数据的保密性和完整性。

以下是一些常用的数据加密方案：•对称加密：使用对称密钥算法，如AES、DES等，对数据进行加密和解密。

对称加密算法的优势在于加密和解密速度快，但需要确保密钥的安全性。

•公钥加密：使用公钥密码体制，如RSA，对数据进行加密和解密。

公钥加密算法相对较慢，但在保证数据安全性方面更可靠。

•混合加密：结合对称加密和公钥加密，利用对称加密的速度和公钥加密的安全性。

基于DHT的结构化P2P覆盖网络算法分析
段小林;周琦;廖凯
【期刊名称】《重庆邮电大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2006(000)0z1
【摘要】目前P2P覆盖网络应用十分广泛,关于覆盖网的研究已成为当前网络技术研究领域的热点.关于覆盖网络相应的路由算法在不断发展和完善,先后提出了集中目录式的算法和分布式查找算法.针对基于DHT的覆盖网络算法进行介绍和分析,并指出该领域的最近研究趋势.
【总页数】4页(P131-134)
【作者】段小林;周琦;廖凯
【作者单位】重庆邮电大学,计算机科学与技术学院,重庆,400065;重庆邮电大学,光互联网及无线信息网络研究中心,重庆,400065;重庆邮电大学,光互联网及无线信息网络研究中心,重庆,400065;重庆邮电大学,网络及信息管理中心,重庆,400065【正文语种】中文
【中图分类】TP393.02
【相关文献】
1.TSS-SON:一种基于结构化P2P网络路由的两级语义覆盖网络结构 [J], 于婧;伊鹏;刘强;汪斌强
2.基于DHT的结构化P2P网络的性能比较 [J], 魏再超;张晓睿
3.基于DHT的P2P覆盖网络的研究 [J], 李普聪;魏文红
4.SSON:一种基于结构化P2P网络路由的语义覆盖网络结构 [J], 于婧;汪斌强
5.一种改进的单跳DHT结构化P2P网络的查找算法 [J], 杜经纬
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