方興未艾的Ｐ２Ｐ技術(shù)

P2P(peer-to-peer)，即點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，是隨著網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用而新興起的一門(mén)新技術(shù)。它主要指計(jì)算機(jī)之間弱化或取消了服務(wù)器的作用，以對(duì)等方式形成的網(wǎng)絡(luò)連接，各臺(tái)計(jì)算機(jī)可以意識(shí)到周圍其他計(jì)算機(jī)的存在，允許任意一臺(tái)計(jì)算機(jī)直接去訪問(wèn)其他計(jì)算機(jī)。

在P2P系統(tǒng)中，每個(gè)計(jì)算機(jī)被看作為一個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都與系統(tǒng)中的其他節(jié)點(diǎn)相連接。這樣，系統(tǒng)中所有節(jié)點(diǎn)及其鏈接形成一個(gè)覆蓋在物理網(wǎng)絡(luò)上的虛擬網(wǎng)絡(luò)，該虛擬網(wǎng)絡(luò)稱為覆蓋網(wǎng)。在覆蓋網(wǎng)中任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間可以通信，消息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的邊進(jìn)行傳播，節(jié)點(diǎn)之間完全平等。P2P技術(shù)允許客戶節(jié)點(diǎn)直接與其他節(jié)點(diǎn)建立一條通路，讀取其資源，以實(shí)現(xiàn)高效、快速地得到自己所需資源。P2P網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)（即系統(tǒng)中的每臺(tái)計(jì)算機(jī)），都擔(dān)任了兩種角色：服務(wù)器節(jié)點(diǎn)——存儲(chǔ)信息，允許外來(lái)客戶機(jī)訪問(wèn)它所需要的信息；客戶端節(jié)點(diǎn)——允許到其他機(jī)器訪問(wèn)其所需資源。

P2P的應(yīng)用包括文件共享、即時(shí)消息、分布式計(jì)算、協(xié)同工作等，其中最主要的應(yīng)用為文件共享，即分享網(wǎng)絡(luò)中存在的可共享資源?！拔募蚕怼笔沟梦覀兯璧馁Y源絕大部分都可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)共享來(lái)得到；“即時(shí)消息”可以使我們通過(guò)MSN、QQ等IM軟件與遠(yuǎn)方的家人、朋友進(jìn)行及時(shí)快捷的交流；“分布式計(jì)算”把網(wǎng)絡(luò)中閑置的資源調(diào)度起來(lái)重新組合，高效快速地完成作業(yè)，解決了龐大數(shù)據(jù)計(jì)算的花銷問(wèn)題；“協(xié)同工作”則把龐大的任務(wù)分配給不同人員，大家共同合作完成任務(wù)，既增加系統(tǒng)處理任務(wù)的速度，又保障系統(tǒng)的高效性。P2P發(fā)展歷史

P2P的起源源自傳統(tǒng)的C/S模式，又稱為客戶/服務(wù)器模式。傳統(tǒng)的客戶/服務(wù)器模式嚴(yán)格區(qū)分服務(wù)器節(jié)點(diǎn)和客戶節(jié)點(diǎn)——所有相關(guān)信息都存放于服務(wù)器中，且傳輸數(shù)據(jù)也要經(jīng)過(guò)服務(wù)器。因此，當(dāng)客戶節(jié)點(diǎn)需要某種服務(wù)時(shí)，則向服務(wù)器節(jié)點(diǎn)發(fā)送請(qǐng)求，服務(wù)器節(jié)點(diǎn)若有相關(guān)信息，則直接把相關(guān)信息傳遞給客戶節(jié)點(diǎn)；否則把相關(guān)信息拷貝到自身，再傳遞給客戶節(jié)點(diǎn)。C/S模式具有安全性、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)因?yàn)樗械姆?wù)都經(jīng)過(guò)服務(wù)器，服務(wù)的健壯性、容錯(cuò)性相應(yīng)也變差。

而在P2P網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可同時(shí)充當(dāng)客戶端和服務(wù)器兩種角色，具備信息消費(fèi)者、信息提供者和信息通信等三方面功能，可以解決傳統(tǒng)模式中由于網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)失效，從而導(dǎo)致該節(jié)點(diǎn)不能提供服務(wù)的“單點(diǎn)失效”問(wèn)題。但由于缺乏一個(gè)中心來(lái)管理網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)，系統(tǒng)的可靠性、安全性相應(yīng)變差，管理也較難。圖1和圖2顯示了C/S模式和P2P模式的原理。

集中式網(wǎng)絡(luò)模型

P2P最初的發(fā)展是集中式的網(wǎng)絡(luò)模型，其典型的網(wǎng)絡(luò)模型為：Napster。1999年初，為了與自己的朋友在互聯(lián)網(wǎng)上共享MP3歌曲，18歲的美國(guó)東北大學(xué)學(xué)生肖恩·范寧開(kāi)發(fā)了基于P2P技術(shù)的Napster軟件。集中式P2P系統(tǒng)存在一個(gè)中心存儲(chǔ)器來(lái)存放共享文件的所有索引，當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求一種資源時(shí)，則向該中心存儲(chǔ)器發(fā)送請(qǐng)求，存儲(chǔ)器根據(jù)自己存放的索引信息發(fā)送一個(gè)回復(fù)信息，同時(shí)包含這些信息機(jī)器的地址，最后搜索資源節(jié)點(diǎn)直接請(qǐng)求這些機(jī)器，下載并分享這些資源。集中式P2P網(wǎng)絡(luò)模型雖然易管理，但同時(shí)在健壯性上也較差，且當(dāng)中心存儲(chǔ)器受到攻擊時(shí)，容易造成信息丟失，安全性不高。當(dāng)服務(wù)器被攻擊或不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，則整個(gè)系統(tǒng)處于癱瘓，不能正常使用。

分布式網(wǎng)絡(luò)模型

P2P的第二代網(wǎng)絡(luò)模型為分布式網(wǎng)絡(luò)，典型的代表為Gnutella。Gnutella是一個(gè)公開(kāi)、分布式的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，P2P的搜索協(xié)議主要用于查找和分享文件，計(jì)算機(jī)可以在應(yīng)用層上運(yùn)行Gnutella協(xié)議來(lái)完成分布式應(yīng)用，使之成為真正的P2P。純分布式P2P模型沒(méi)有中心存儲(chǔ)器，也沒(méi)有一個(gè)固定服務(wù)器，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以充當(dāng)服務(wù)器和客戶節(jié)點(diǎn)，各個(gè)節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)絡(luò)中其它節(jié)點(diǎn)相互合作，提供索引，根據(jù)曾經(jīng)的服務(wù)過(guò)程建立相關(guān)連接，當(dāng)節(jié)點(diǎn)要享受某種服務(wù)時(shí)，向它的鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送請(qǐng)求，鄰居節(jié)點(diǎn)有資源，則提供；否則向其他節(jié)點(diǎn)傳送請(qǐng)求，如此往復(fù)。

混合式網(wǎng)絡(luò)模型

純分布式的P2P網(wǎng)絡(luò)雖然彌補(bǔ)了集中式P2P網(wǎng)絡(luò)的缺點(diǎn)，同時(shí)由于其自身的結(jié)構(gòu)，使其存在難以管理性，因此出現(xiàn)第三代P2P網(wǎng)絡(luò)模型。第三代的P2P網(wǎng)絡(luò)模型以混合式P2P網(wǎng)絡(luò)模型為主，它結(jié)合了前面兩者的優(yōu)缺點(diǎn)?；旌鲜絇2P網(wǎng)絡(luò)模型又稱為超級(jí)節(jié)點(diǎn)(Super-peer)P2P網(wǎng)絡(luò)模型。在此模型中，存在一些節(jié)點(diǎn)作為中心服務(wù)器節(jié)點(diǎn)，在集中式P2P網(wǎng)絡(luò)模型中存放的索引信息現(xiàn)存放于這些節(jié)點(diǎn)當(dāng)中，這增強(qiáng)了集中式P2P網(wǎng)絡(luò)模型的健壯性和安全性，同時(shí)又比純分布式P2P網(wǎng)絡(luò)模型易管理。比較典型的例子為KaZaA。KaZaA在模型中存在很多可用的、功能強(qiáng)大的超級(jí)節(jié)點(diǎn)，在模型中這些節(jié)點(diǎn)充當(dāng)服務(wù)器的作用。

第三代P2P網(wǎng)絡(luò)模型中比較典型的應(yīng)用為BT、電驢等應(yīng)用軟件。它根據(jù)節(jié)點(diǎn)自身的行為進(jìn)行判定其在系統(tǒng)中擔(dān)任的角色。BT(BitTorrent)應(yīng)用的原理即P2P原理。服務(wù)器A把文件分成許多小塊，節(jié)點(diǎn)B可以去下載這些小塊，當(dāng)B節(jié)點(diǎn)下載完一些塊時(shí)，當(dāng)其他節(jié)點(diǎn)也想分享這些文件時(shí)，除了可以分享服務(wù)器A上的資源外，還可以分享節(jié)點(diǎn)B上已經(jīng)下載好的那些資源塊。當(dāng)節(jié)點(diǎn)越多的時(shí)候則可以用來(lái)分享下載的塊就越多，下載速度就越快，并且每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以下載不同的塊，然后進(jìn)行分享，這就避免了分享資源帶寬的限制，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)越多，下載速度也越快。

P2P發(fā)展障礙

P2P的發(fā)展存在著安全、搜索算法、存儲(chǔ)和應(yīng)用等四個(gè)方面的障礙。

安全

P2P是一個(gè)分布式環(huán)境，節(jié)點(diǎn)的加入和離開(kāi)是一件很頻繁的事情。P2P系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)具有匿名性，所以根據(jù)節(jié)點(diǎn)的行為對(duì)節(jié)點(diǎn)身份鑒定，以及判斷是否為可疑節(jié)點(diǎn)，對(duì)系統(tǒng)的安全性都至關(guān)重要；其次，現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)安全也不再是單純的為了信息保密，同時(shí)也要考慮到信息的完整性、準(zhǔn)確性等各個(gè)方面；最后文件的可用性也十分重要，不管是下載的文件還是共享的文件，都應(yīng)具有其可用性。

搜索算法

在非結(jié)構(gòu)化P2P系統(tǒng)中，大多基于盲目搜索算法，進(jìn)而由之演變其他一些資源搜索算法，雖然可以解決“單點(diǎn)失效”問(wèn)題，但這些算法對(duì)網(wǎng)絡(luò)中資源消耗較大，且可靠性差。在結(jié)構(gòu)化P2P系統(tǒng)的資源搜索算法中，大多基于DHT技術(shù)，盡管支持精確查找，可以提高查找的匹配成功率，保障系統(tǒng)安全性以及可靠性，卻不支持復(fù)雜查找，使得對(duì)信息的查找變得困難。

存儲(chǔ)

系統(tǒng)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)都貢獻(xiàn)一定的存儲(chǔ)空間，并允許他們?nèi)ゲ榭创鎯?chǔ)在其他節(jié)點(diǎn)上的數(shù)據(jù)。怎樣高效、安全地裁剪不需要數(shù)據(jù)的復(fù)本越來(lái)越受到關(guān)注。

應(yīng)用

雖然P2P并非因盜版而生，但由于其技術(shù)特點(diǎn)，可以便捷地對(duì)個(gè)人電腦里面的資源進(jìn)行傳播，使其成為版權(quán)保護(hù)的重要障礙之一。因此，P2P的應(yīng)用還面臨著不斷的法律糾紛。

P2P發(fā)展展望

雖然影響P2P技術(shù)發(fā)展的障礙仍然存在，但解決思路也越來(lái)越清晰：

安全方面，可以通過(guò)在現(xiàn)有技術(shù)中增加安全協(xié)議以及數(shù)字認(rèn)證等相關(guān)技術(shù)進(jìn)行解決。比如，可以建立基于PKI的可信模型和基于名譽(yù)和推薦的可信模型來(lái)確保系統(tǒng)安全性。

應(yīng)用方面，可以嘗試通過(guò)建立P2P產(chǎn)業(yè)鏈來(lái)進(jìn)行利益分配，形成一個(gè)權(quán)利人、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商和用戶之間利益平衡和再分配的新機(jī)制來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。

實(shí)際上，除了應(yīng)用較多的即時(shí)通信和文件共享之外，流媒體、游戲、協(xié)作和分布計(jì)算以及面向企業(yè)的P2P也都預(yù)示著P2P應(yīng)用發(fā)展的新方向。我們有理由相信，隨著P2P和新技術(shù)的融合，將會(huì)開(kāi)拓更多新的領(lǐng)域，創(chuàng)造出無(wú)窮無(wú)盡的新應(yīng)用，P2P的發(fā)展將不可估量！