国内P2P网络热点技术研究

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国内Ｐ２Ｐ网络热点技术研究　

连淑娟　

（北京师范大学信息科学与技术学院计算机科学与技术系北京ｌ　００　８　７　５）　

［摘要］对等（Ｐｅｅｒ—ｔｏ—Ｐｅｅｒ、Ｐ２Ｐ）网络是近年来互联网上的研究热点之一，而且已经运用到了商业领域，并且取得了巨大的成功。本文通过大量的文　

献资料调研，总结分析了近期国内Ｐ２Ｐ网络研究技术的进展和成果。首先，着重分析了Ｐ２Ｐ网络中的几个热点技术：（１）资源的搜索与定位技术（２）Ｐ２Ｐ网络　

拓扑匹配技术（３）Ｐ２Ｐ资源复制技术（４）Ｐ２Ｐ流媒体技术（５）Ｐ２Ｐ网络安全技术。通过这些分析和介绍，可以更好的了解国内Ｐ２Ｐ网络的研究热点和发展趋　

势。　［关键字］Ｐ２Ｐ　对等网络　资源搜索　拓扑匹配　资源复制　流媒体Ｐ２Ｐ安全　

［中图分类￣］Ｇ２１０．７　［文献标识码】Ａ　［文章￣Ｒｇ；ｌｌＯＯ９—９１４Ｘ（２００８）７１２（ｂ）一００９４—０２　

１　Ｐ２Ｐ网络概述　

１　１　Ｐ２Ｐ概念介绍　对等网络（Ｐ２Ｐ）是一种资源（计算、存储、通信与信息）分布利用与共　

享的网络体系架构，与目前网络中占主导地位的客户机／服务器（Ｃ／Ｓ）模　

式相对应…。与Ｃ／Ｓ模式不同的是，Ｐ２Ｐ网络在进行信息通信时不存在中心　

节点，网络中所有的节点都是对等的，各节点同时具有信息的接收、存储、　

发送和对信息元数据的搜索和被搜索的功能等　这种网络架构具有非中心　

化、可扩展性好、高健壮性、高性价比、负载均衡等优点　】。　

１　２　Ｐ２Ｐ体系结构介绍　

Ｐ２Ｐ网络根据体系结构的不同可以分为两类：非结构化Ｐ２Ｐ网络和结构　

化Ｐ２Ｐ网络口　】。　

非结构化Ｐ２Ｐ网络中，节点之间是任意连接的，资源的放置和网络的拓　

扑结构松散无关，著名的例子有ＧｎｕｔｅｌｌａＩ‘Ｉ和ＫａＺａＡｌ　，它们在文件共享方　

面取得了巨大成功。　结构化Ｐ２Ｐ网络是完全分布式的对等比较著名的有ＣＡＮ　Ｉ　Ｃｈｏｒｄ　，　

Ｐａｓｔｒｙ｛　Ｉ和Ｔａｐｅｓｔｒｙ￣　Ｉ。在这种结构中，资源的分布有一定的规则：每个节　

点对应某个空间的唯一的哈希值ｐｅｅｒｉｄ，每个资源也对应该空间中唯一的哈　

希值ｋｅｙｉｄ，该资源就被存储到ｐｅｅｒｉｄ距离ｋｅｙｉｄ在数值上最接近的节点上。　

当查询资源时，根据此资源的哈希值就能定位到某个节点上，因此，结构化　

Ｐ２Ｐ网络较之非结构化网络在搜索效率上有了很大的提高。　

２国内Ｐ２Ｐ网络热点技术　

２．１资源的搜索与定位技术　在信息资源如此丰富的互联网上，为了使用户获得满足特定需求的资　

源，推动了搜索与定位技术的研究，这项研究对于提高搜索质量和定位效率　

有着非常大的意义。　

在非结构化Ｐ２Ｐ网络中，目前主要存在四类搜索算法…　。　

（１）基于信息的搜索算法　目前已有广度优先搜索，本地索引以及路由　

索引等算法。　

（２）基于索引缓存的搜索算法。该算法主要是应用相同的查询结果会被　

－　复提交的特点，每次都将查询结果缓存下来，以备后续的查询使用，这样　

就以较低的代价提高了网络中索引拥有者的数量，提高了查询效率。　

（３）基于节点发现的搜索算法。目前已有泛洪算法、迭代加深算法和ｋ　

遍历器随机游走算法，后两者则是泛洪算法的变种。　

（４）基于连接度的分段搜索算法。该算法把搜索过程分为两个阶段，各　

个阶段中使用函数来控制消息转发的数量，然后根据邻居节点的连接度大小　

来选择消息的转发对象。　

在结构化Ｐ２Ｐ网络中，目前主要针对ＪＸＴＡ中索引查询的研究和ＤＨＴ　

算法中查询策略的改进。　

（１）对ＪＸＴＡ中索引查询的研究。论文　根据Ｋｌｅｉｎｂｅｒｇ的小世界理论，　

提出了一种ＲＰＶ改进策略。【ｌ　提出了采用索引的动态分布来改善查找目标索　

引的准确度，并且对索引的冗余及震荡进行改进。ｌ＿　提出了支持多特征复杂　

９４　ｌ科踱博览　查询的ＧＣＣＳ模型。　

（２）对ＤＨＴ算法查询策略的改进。国内对这方面的研究比较多。其中，　

＿－　提出了对Ｃｈｏｒｄ算法中查询策略的改进。　

２　２　Ｐ２Ｐ网络拓扑匹配技术　Ｐ２Ｐ网络是构建在物理网络之上的虚拟网络，它依赖于底层物理网络的　

支持（比如底层ＩＰ网络的路由等），并且它的构建独立于物理网络。当在网　

络中查询资源时，每个逻辑跳都是建立在逻辑概念上，并没有考虑物理网络　

层，所以就出现了逻辑网络拓扑与物理网络拓扑不匹配的问题。这项技术的　

研究大大提高了搜索效率，减少了不必要的路由，降低了网络开销。　

２　３　Ｐ２Ｐ资源复制技术　Ｐ２Ｐ网络较之现有的网络有很多优越性，可以为大量的应用提供支持，　

但是这种网络并没有对数据的可获取性（ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ）提供保证。由于Ｐ２Ｐ　

网络具有高度的动荡性，节点随时的加入和离开网络，当一个节点离开网络　

时，存储在其上的数据就变得不可用，为了进一步提高数据的可获取性，减　

少数据定位的延迟，那么网络中的资源就必须存在多个副本，从而推动了资　

源复制策略的研究。　

对于非结构化Ｐ２Ｐ网络，主要有以下两种资源复制策略。　

（１）基于流行度的副本策略。论文Ｉ！　Ｉ中提出了一种基于流行度的层次式　

副本创建策略ＰＰＳＲ。该策略充分考虑文件的异质性，利用文件流行度辅助　

副本创建，使得文件副本数量和分布更加合理，充分利用了当前非结构化　

Ｐ２Ｐ网络的双层拓扑结构，将超节点层副本创建策略与底层域内副本均衡　

策略有效结合。　

（２）基于模糊理论的副本策略。论文　中对非结构化网络中广泛使用的　

Ｇｏｓｓｉｐ协议和副本管理策略进行研究，运用模糊理论提出了一种副本存储　

节点的选择策略。　

对于结构化Ｐ２Ｐ网络，国内对资源复制策略研究的较少，论文　提出了　

一种结合节点综台性能的自适应的最多请求者与最近最少访问相结合的复制　

策略。　国内提出的很多资源复制策略都是适应于任何结构的Ｐ２Ｐ网络，典型的　

算法有：　

（１）基于文件分片的复制策略。论文　…的算法中，将需要复制的数据文　

件先进行分片，然后将这些分片在一组选取好的候选节点问进行分发复制。　

论文　Ｉ中，提出了一种基于ＬＤＰＣ编码的数据复制算法Ｄｙｒｅ，该算法同样　

将要复制的数据文件进行分片，采用动态分配算法将这些数据片存储到节点　

中，在节点邻居中保存数据片的副本以提高数据片的有效性，数据片过小时　

重建数据片。　

（２）针对负载均衡的Ｐ２Ｐ动态副本策略。论文　中提出了两种基于动态　

副本策略的负载均衡技术：周期性副本策略和基于需求的副本策略。在周期　

性副本策略里，每个超级节点周期性地把文件的副本发送给请求该文件频率　

最高的远程超级节点。在基于需求的副本策略基，当一个超级节点发现其对　

某个文件的访问频率过高时，就向拥有该文件的超级节点发送文件请求，以　获得该文件副本。　

２．４　Ｐ２Ｐ流媒体技术　

流媒体的流行，丰富了传统互联网内容的表现形式。传统的流媒体技　

术主要采用客户端、服务器模式，客户以单播的方式与服务器建立连接。随　

着客户数目的增加，服务器的资源如网络带宽、处理能力等很快就被消耗　

完，成为了系统瓶颈，导致系统的可扩展性差，所以Ｐ２Ｐ流媒体技术应运而　

生。　

目前，国内对流媒体技术的研究主要集中在以下几个方面：　

（１）点播技术。对于点播技术，主要研究点播系统的缓存机制　１、供应　

者发现的研究　，数据调度策略　“等。　

（２）直播技术。对于直播技术，主要研究应用层组播技术＿３＾　１。　

不管对点播还是直播技术，流媒体中的数据传输策略和激励机制始终　

是一个研究热点，国内对这方面的研究很多。　

（３）ＤＲＭ版权保护技术。论文　基于Ｐ２Ｐ流媒体技术提出了一个融合　

ＤＲＭ的版权保护架构，这种架构对于数字化博物馆，图书馆的版权问题提　

出了很好的解决办法。　２　５　Ｐ２Ｐ网络安全技术　

Ｐ２Ｐ网络的自组织、开放性和匿名性，在给网络用户带来方便的同时，　

也带来了很多新的、不容忽视的安全问题。国内在这些方面也展开了大量研　

究　ｓ１。Ｐ２Ｐ网络安全下一步的研究重点包括如何建立节点问的信任关系、　

如何加入控制、如何构建健壮的网络等等。　

３结语　

本文对国内近期Ｐ２Ｐ网络技术的研究现状进行了分析，可以看出，Ｐ２Ｐ　

网络技术还存在很多的问题，虽然当前很多Ｐ２Ｐ软件取得了巨大成功。下一　

步，我们将针对Ｐ２Ｐ网络存在的问题展开研究，相信随着Ｐ２Ｐ网络技术的　

成熟，Ｐ２Ｐ网络必将获得更广泛的应用。　

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科技博览ｌ　９５