P2P技術(shù)探討

內(nèi)蒙古商貿(mào)職業(yè)學(xué)院 李占平

P2P是英文peer-to-peer的縮寫(xiě)，peer在英語(yǔ)里有“同等者”、“同事”和“伙伴”等意義。P2P可以理解為“伙伴對(duì)伙伴”的意思，或稱為對(duì)等互聯(lián)。國(guó)內(nèi)的媒體一般將P2P翻譯成“端對(duì)端”或者“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”。P2P是一種技術(shù)，但更多的是一種思想，它有著改變整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)的潛能。它的核心思想是：上網(wǎng)用戶之間自由的、不受主服務(wù)器控制的信息交流。P2P使得網(wǎng)絡(luò)上的溝通變得容易、更直接共享和交互，真正地消除中間商。因此，P2P這種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用模式已經(jīng)深入人心，在Napster之后各種各樣的P2P軟件就層出不窮了：eMule，KaZaA（可多任務(wù)搜索：P2P軟件Kazaa新版發(fā)布），ezPeer，Shareaza，eDonkey，BT（BT軟件的前世今生全面窺視）等文件交換軟件；ICQ，QQ，MSN Messenger，Yahoo通等即時(shí)通信軟件還有以Skype（在線通話新選擇Skype軟件閃亮登場(chǎng)）為代表的語(yǔ)音通信軟件。

一、P2P的發(fā)展簡(jiǎn)史

P2P計(jì)算并非一種全新的技術(shù)。雖然P2P這個(gè)術(shù)語(yǔ)是現(xiàn)在才發(fā)明的，但P2P本身的基本技術(shù)的存在時(shí)間卻至少和USENET、FidoNet這兩種非常成功的分布式對(duì)等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)一樣長(zhǎng)，甚至更長(zhǎng)些。關(guān)鍵在于，在最初的P2P應(yīng)用出現(xiàn)時(shí)，許多使用該技術(shù)的人們甚至不會(huì)使用計(jì)算機(jī)。

USENET產(chǎn)生于1979年，是一種分布式系統(tǒng)，能夠?yàn)楦鱾€(gè)地方提供新聞組。USENET最早的雛形由是兩名研究生Tom Truscott和Jim Ellis實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)時(shí)并沒(méi)有任何類似于互聯(lián)網(wǎng)上“隨選”信息的概念，文件只能通過(guò)電話線批量傳送，且常常選在長(zhǎng)途費(fèi)用比較低的夜間進(jìn)行。因此，當(dāng)時(shí)的USENET若采用集中式的控制管理方法將效率低下，自然而然地就提出了一種分散、分布式的管理方法。

早期P2P應(yīng)用另一個(gè)杰出的代表則是FidoNet。它和USENET類似，也是一個(gè)分散、分布的信息交換系統(tǒng)。Tom Jennings于1984年創(chuàng)建了FidoNet系統(tǒng)，來(lái)讓不同BBS系統(tǒng)中的用戶們互相交換信息。這種符合人們需要的技術(shù)，迅速成長(zhǎng)起來(lái)，并一直沿用到今天。

USENET和FidoNet都是值得探究的系統(tǒng)，因?yàn)樗鼈冊(cè)诙嗄昵熬陀龅讲⒔鉀Q了許多當(dāng)今P2P技術(shù)所面臨的同樣問(wèn)題，同時(shí)也還存在著安全性以及其他一些問(wèn)題。為了開(kāi)發(fā)成功的P2P計(jì)算系統(tǒng)，首先必須了解這些P2P技術(shù)的發(fā)展歷史。

其次的是，Napster，這個(gè)名字你一定要記住。就是它讓P2P回到了人們的視野之中，讓P2P回到了舞臺(tái)的中央。Napster是一個(gè)音樂(lè)共享軟件，開(kāi)創(chuàng)性地在互聯(lián)網(wǎng)上推出了音樂(lè)交換服務(wù)。利用它，用戶可以搜索、下載彼此計(jì)算機(jī)里存儲(chǔ)的MP3文件。由于這種方式免費(fèi)而且方便，所以在短短的時(shí)間內(nèi)Napster就產(chǎn)生了巨大的影響力。但免費(fèi)下載歌曲觸犯了版權(quán)法，所以也是在短短的時(shí)間內(nèi)Napster就被告上了法庭。

二、P2P的工作原理

早期的計(jì)算機(jī)使用的是眾多用戶共享大型計(jì)算機(jī)，后來(lái)個(gè)人計(jì)算機(jī)得以發(fā)展，使得應(yīng)用模式從集中走向了分布模式。在互聯(lián)網(wǎng)上也存在著類似的情況，起先采用客戶機(jī)(瀏覽器)-服務(wù)器方式，用戶使用網(wǎng)站上集中的服務(wù)器，進(jìn)一步將逐步發(fā)展為走向分布式，集中的服務(wù)器變成分布的，即每一個(gè)用戶終端一個(gè)結(jié)點(diǎn)。結(jié)點(diǎn)既是客戶機(jī)又是服務(wù)器，這就是P2P對(duì)等連接模式。

在P2P模式中，每一個(gè)結(jié)點(diǎn)可以存儲(chǔ)內(nèi)容，也擁有計(jì)算力。通過(guò)在互聯(lián)網(wǎng)上對(duì)等連接這些結(jié)點(diǎn)，用戶可以共享內(nèi)容和計(jì)算力。以共享下載文件為例，在下載同一個(gè)文件的眾多用戶中，每一個(gè)用戶終端只需要下載文件的一個(gè)片段，然后互相交換，最終每個(gè)用戶都得到完整的文件，即實(shí)現(xiàn)了共享內(nèi)容。網(wǎng)格就是一個(gè)共享計(jì)算力的例子。

實(shí)現(xiàn)P2P的第一步是在互聯(lián)網(wǎng)上進(jìn)行檢索，找到擁有所需內(nèi)容和計(jì)算力的結(jié)點(diǎn)的地址，第二步是通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)對(duì)等連接。為了充分發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)無(wú)所不在的優(yōu)勢(shì)，P2P不能對(duì)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議進(jìn)行任何修改，因而解決的方法是在基礎(chǔ)的互聯(lián)網(wǎng)上架設(shè)一個(gè)P2P重疊網(wǎng)。

三、JXTA平臺(tái)實(shí)現(xiàn)P2P標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用

1.JXTA的作用，JXTA與P2P的關(guān)系

JXTA是為了構(gòu)建P2P網(wǎng)絡(luò)而制訂的一組協(xié)議，是處理構(gòu)建P2P網(wǎng)絡(luò)所碰到的問(wèn)題的解決方法。JXTA致力于為P2P應(yīng)用提供一個(gè)P2P平臺(tái)基礎(chǔ)。其中包括一系列獨(dú)立于語(yǔ)言，平臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之外的協(xié)議(假設(shè)并不知道網(wǎng)絡(luò)的下層實(shí)現(xiàn))。這些協(xié)議解決了P2P應(yīng)用的基本需求。協(xié)議的設(shè)計(jì)目標(biāo)是簡(jiǎn)單并且低成本，引用JXTA目標(biāo)聲明的話就是“每一個(gè)設(shè)備都有一個(gè)數(shù)字心跳”(every device with a digital heartbeat)。

JXTA將會(huì)成為P2P應(yīng)用的地層開(kāi)發(fā)平臺(tái)?，F(xiàn)在的JXTA還處在初級(jí)階段，未來(lái)它會(huì)逐漸成熟提供一個(gè)強(qiáng)壯的，可靠的框架給P2P計(jì)算。由于Java是構(gòu)建異構(gòu)環(huán)境下應(yīng)用的首選所以它也是建立P2P應(yīng)用的自然選擇。我希望這篇文章能夠帶給您啟發(fā)，幫助您開(kāi)始探索JXTA和P2P世界。

2.JXTA的核心協(xié)議分析及各自的主要用途

(1)Peer Discovery Protocol(PDP)對(duì)等點(diǎn)發(fā)現(xiàn)協(xié)議

Peer使用這個(gè)協(xié)議來(lái)發(fā)現(xiàn)被發(fā)布出來(lái)的Jxta資源。由于廣告就是代表著發(fā)布的資源，所以PDP的主要工作就是幫助peer來(lái)其它peer的廣告。作為最低級(jí)別的發(fā)現(xiàn)協(xié)議，PDP提供發(fā)現(xiàn)的最基本機(jī)制。應(yīng)用程序可以選擇使用其它更高級(jí)別的發(fā)現(xiàn)機(jī)制。PDP可以作為低基本的協(xié)議為其它高級(jí)別協(xié)議提供服務(wù)。

(2)Peer Resolver Protocol(PRP)對(duì)等點(diǎn)解析協(xié)議

在通常情況下，peer向其它peer發(fā)送查詢消息來(lái)定位服務(wù)或者內(nèi)容。Peer Resolver Protocol會(huì)將查詢的格式標(biāo)準(zhǔn)化。使用這個(gè)協(xié)議，peer可以發(fā)送通用的查詢并接收回復(fù)。

(3)Peer Information Protocol(PIP)對(duì)等點(diǎn)信息協(xié)議

PIP可以被用來(lái)在Jxta環(huán)境中對(duì)一個(gè)peer發(fā)出ping消息。當(dāng)一個(gè)peer接收到一個(gè)peer消息的時(shí)候可以有幾種選擇：可以選給出一個(gè)簡(jiǎn)單的回復(fù)，回復(fù)當(dāng)中僅包含peer的運(yùn)行時(shí)間。Peer也可以選擇發(fā)送一個(gè)完全的回復(fù)，當(dāng)中包含它自身的廣告信息。或者它也可以選擇忽略這個(gè)ping消息。

(4)Peer Membership Protocol(PMP)對(duì)等點(diǎn)成員協(xié)議

對(duì)等點(diǎn)使用對(duì)等點(diǎn)成員協(xié)議來(lái)加入和離開(kāi)peer group。

(5)Pipe Binding Protocol(PBP)管道綁定協(xié)議

在Jxta環(huán)境當(dāng)中，peer使用管道來(lái)連接服務(wù)。一個(gè)peer可以動(dòng)態(tài)的將綁定pipe的一端連接服務(wù)。Peer可以新建pipe，把它綁定到現(xiàn)存的pipe上，或是取消對(duì)pipe的綁定。在這些情況下，peer使用管道綁定協(xié)議。

(6)Endpoint Routing Protocol(ERP)終點(diǎn)路由協(xié)議

這個(gè)協(xié)議幫助peer將消息路由至目的地。ERP幫助peer路由器查詢其它peer路由器用于傳遞消息的有效路由。

從編寫(xiě)P2P應(yīng)用程序的角度而言，可以簡(jiǎn)單地劃分上述協(xié)議的主要用途：

● Peer Discovery——搜索資源

● Peer Resolver——一般查詢服務(wù)

● Peer Information——監(jiān)控

● Pipe Binding——可尋址的消息傳遞

● Rendezvous——消息傳播

● PeerEndpoint——路由

3.P2P的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)及主要問(wèn)題

帶寬和計(jì)算能力繼續(xù)增長(zhǎng)，P2P平臺(tái)能利用這些能力去完成人們感興趣的應(yīng)用，結(jié)構(gòu)將更自治可擴(kuò)展，提供更多的資源，展開(kāi)更多的應(yīng)用。

但是，也存在3個(gè)方面的問(wèn)題：

（1）版權(quán)問(wèn)題

如果人們大肆在網(wǎng)上利用P2P的文件交換功能的話，的確給個(gè)人帶來(lái)了很多的便利，需要什么軟件或者文件都可以直接用P2P軟件索取，但是由此帶來(lái)的版權(quán)問(wèn)題的確非常令人頭痛。例如文件交換的先驅(qū)Napster很長(zhǎng)時(shí)間都是官司纏身，因?yàn)镹apster專門(mén)用作在網(wǎng)上交流傳遞MP3，可是歌曲都是有版權(quán)的，這樣的任意流通對(duì)唱片商和媒體公司造成非常大的損失。所以在網(wǎng)上運(yùn)用P2P功能的話，一定要注意不能侵犯別人的版權(quán)。

（2）管理問(wèn)題

因?yàn)镻2P崇尚自由，每一個(gè)peer都是獨(dú)立的，既可以充當(dāng)原來(lái)客戶的角色，又可以充當(dāng)服務(wù)器的角色，所以沒(méi)有人知道對(duì)方有些什么內(nèi)容。在網(wǎng)上這個(gè)自由空間里，用戶雖然可以充分享受自由，但是不能排除有些人利用這一點(diǎn)傳播不健康的或者是反社會(huì)的東西。而且，許多P2P公司原本是想通過(guò)P2P網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行電子商務(wù)的，但是付費(fèi)問(wèn)題、流量計(jì)算、商品價(jià)值的驗(yàn)證等等都是現(xiàn)實(shí)難以解決的困難。

（3）垃圾信息充斥P2P網(wǎng)絡(luò)

但P2P網(wǎng)絡(luò)用戶眾多，而且在P2P網(wǎng)絡(luò)上的搜索引擎可以查找到更多的匹配的目標(biāo)，所以如果用戶在其上進(jìn)行查找的話，可以想象，會(huì)出現(xiàn)非常多的結(jié)果，但是其中卻又有一小部分是有用的，其他的就是垃圾信息。這樣，用戶實(shí)際上還要在這些垃圾中再尋找自己想要的東西，效率并沒(méi)有提高多少，因此，必須設(shè)計(jì)更好的算法，再配合以人工智能等技術(shù)解決這個(gè)問(wèn)題。

但P2P網(wǎng)絡(luò)畢竟是個(gè)新生的事務(wù)，所以在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，必定都有很多的問(wèn)題等待解決，相信P2P網(wǎng)絡(luò)一定逐漸健壯起來(lái)。

四、P2P的發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)

近年來(lái)，互聯(lián)網(wǎng)上的對(duì)等連接(P2P)應(yīng)用發(fā)展迅速，MP3和視頻文件共享下載所引起的P2P流已經(jīng)成為寬帶用戶流量的主體?；赑2P的即時(shí)通信和互聯(lián)網(wǎng)電話發(fā)展迅速，對(duì)等廣播正在興起，P2P協(xié)同計(jì)算和網(wǎng)格也正方興未艾。網(wǎng)絡(luò)通信的對(duì)象正在從人—人、人—機(jī)發(fā)展到機(jī)—機(jī)，從家庭網(wǎng)絡(luò)和傳感器/執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)發(fā)展到軍事網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)的全球信息網(wǎng)格(GIG)。但NGN是從以人—人為主的傳統(tǒng)通信模式、體驗(yàn)和需求演化來(lái)的，不能有效地支持這種概括起來(lái)可以稱之為無(wú)所不在的互聯(lián)網(wǎng)的新應(yīng)用模式。

目前，中國(guó)實(shí)施的中國(guó)下一代互聯(lián)網(wǎng)(CNGI)計(jì)劃大規(guī)模布設(shè)了IPv6骨干網(wǎng)，這為發(fā)展P2P應(yīng)用、建立誠(chéng)信安全具有分布管理能力的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境提供了機(jī)會(huì)。一方面，在CNGI的IPv6網(wǎng)上一開(kāi)始就可以實(shí)行實(shí)名制建立網(wǎng)絡(luò)新秩序；另外一方面，在CNGI上以無(wú)縫和持續(xù)演進(jìn)的方式建立智能結(jié)點(diǎn)重疊網(wǎng)，以支持P2P應(yīng)用并且提供分布式管理。

P2P在技術(shù)層面上并非高深莫測(cè)，但正是這個(gè)看似簡(jiǎn)單的技術(shù)卻蘊(yùn)藏著無(wú)窮的創(chuàng)造力。一項(xiàng)新技術(shù)的誕生往往伴隨著一股經(jīng)濟(jì)浪潮的涌動(dòng)。P2P的誕生，使得不少I(mǎi)T企業(yè)都把目光投向了P2P，希望能利用它發(fā)揮最大的用途，搶占該市場(chǎng)的首席地位。

目前，全球各種與P2P有關(guān)的研究項(xiàng)目層出不窮，應(yīng)用熱潮也一浪高過(guò)一浪。而且人們對(duì)P2P寄予厚望的原因，正是P2P身后所蘊(yùn)藏著的無(wú)比的創(chuàng)造力，只有P2P才是自由的網(wǎng)絡(luò)世界最好的搭配。雖然就技術(shù)而言，P2P想在各個(gè)層面大規(guī)模應(yīng)用起來(lái)還需要克服解決上述種種問(wèn)題，但是在可以預(yù)見(jiàn)的未來(lái)，隨著對(duì)P2P研究的進(jìn)一步深入和關(guān)注P2P的企業(yè)逐漸增多，P2P必將消除障礙，進(jìn)入一個(gè)飛速發(fā)展的新時(shí)期。

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