基于P2P技術(shù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的開發(fā)與應(yīng)用研究

胡楊

摘 要 隨著網(wǎng)絡(luò)與信息資源的飛速發(fā)展，P2P文件共享系統(tǒng)等分布式網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用已經(jīng)成為人們獲取網(wǎng)絡(luò)資源信息的重要途徑。本文圍繞P2P技術(shù)的結(jié)構(gòu)模式及其特點(diǎn)進(jìn)行了分析，并舉例說明PZP網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 P2P 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 文件共享 分布式

中圖分類號：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

P2P是英文Peer-to-Peer（對等）的簡稱，又被稱為“點(diǎn)對點(diǎn)”、“對等”技術(shù)，是一種近幾年興起的網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)，屬于覆蓋層網(wǎng)絡(luò)的范疇，是相對于客戶機(jī)/服務(wù)器（C/S）模式來說的一種網(wǎng)絡(luò)信息交換方式，依賴網(wǎng)絡(luò)中參與者的計算能力和帶寬，而不是把依賴都聚集在較少的幾臺服務(wù)器上。

1 P2P的結(jié)構(gòu)模式

1.1集中式P2P

集中式P2P模型形式上有一個中心服務(wù)器負(fù)責(zé)記錄共享信息以及應(yīng)答對這些信息的查詢。每一個對等實(shí)體對它將要共享的信息以及進(jìn)行的通信負(fù)責(zé)，根據(jù)需要下載它所需要的其它對等實(shí)體上的信息。

帶有提供發(fā)現(xiàn)、查詢和內(nèi)容存儲功能服務(wù)器的P2P網(wǎng)絡(luò)。在這種網(wǎng)絡(luò)中，中心服務(wù)器正如在傳統(tǒng)的C/S模型中一樣，處于支配地位，所有資源都存放在服務(wù)器上，客戶端只能被動地從服務(wù)器上讀取信息，但是客戶端之間并不具有交互能力。帶有提供發(fā)現(xiàn)和查詢功能服務(wù)器的P2P網(wǎng)絡(luò)，在這種網(wǎng)絡(luò)中，服務(wù)器僅提供在網(wǎng)上的客戶端的清單，而端與端之間建立連接和通信是客戶端之間的任務(wù)。

1.2分布式P2P模型

由于存在中心服務(wù)器，集中式P2P模型系統(tǒng)穩(wěn)定性很大程度上取決于該服務(wù)器的穩(wěn)定性。這種形式不需要有中心服務(wù)器和中心路由器，其中的每一個Peer都作為對等實(shí)體，地位是完全平等的。每一個Peer既可以作為客戶機(jī)又可以作為服務(wù)器，并且它們與相鄰的Peer有相同的能力。同時，P2P應(yīng)用開發(fā)者也在不斷力求技術(shù)創(chuàng)新，避免不必要的麻煩。

1.3混合式P2P模型

混合式P2P模型結(jié)合了集中式和分布式模型的優(yōu)點(diǎn)，在設(shè)計思想和處理能力上都得到了進(jìn)一步優(yōu)化。將節(jié)點(diǎn)分為用戶節(jié)點(diǎn)、搜索節(jié)點(diǎn)和索引節(jié)點(diǎn)3類，既避免了提供中心服務(wù)器帶來的麻煩，又保留了中心服務(wù)器的優(yōu)勢。一方面，由于組合了多于一種方法，混合式模型增加了復(fù)雜性；另外，設(shè)計者克服了純粹P2P方法的限制，混合式模型顯示出了對環(huán)境條件的高度適應(yīng)性。同時混合式模型也解決了大規(guī)模動態(tài)和異構(gòu)P2P應(yīng)用中所出現(xiàn)的大量沖突問題。

2基于P2P網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的開發(fā)與應(yīng)用

隨著P2P網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，P2P網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在高校校園網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)用廣泛，并且在文件共享、流媒體直播與點(diǎn)播、分布式科學(xué)計算、信息檢索中都得到了較好的運(yùn)用。

2.1文件共享

在高校校園網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)用P2P技術(shù)可以使校內(nèi)的任意兩臺計算機(jī)直接相互共享文本、音樂、影視或多媒體等文件；網(wǎng)上計算機(jī)之間可以直接進(jìn)行交互，不需要使用任何一臺中央服務(wù)器。在傳統(tǒng)的Web方式中，要實(shí)現(xiàn)文件交換需要將文件上傳到特定網(wǎng)站，用戶再到網(wǎng)站上搜索需要的文件，然后進(jìn)行下載，這對用戶而言非常不方便。在P2P網(wǎng)絡(luò)中，用戶通過不同的查詢機(jī)制定位含有所需資源的其他PC機(jī)后，可以直接與其建立連接并下載所需文件。

2.2流媒體直播與點(diǎn)播

在流媒體直播和點(diǎn)播過程中，人們發(fā)現(xiàn)P2P非常適合于流媒體的應(yīng)用，在流媒體領(lǐng)域，P2P技術(shù)也由于其對等傳輸?shù)奶匦员粡V為看好。P2P流媒體技術(shù)主要應(yīng)用于視頻直播和視頻點(diǎn)播兩種數(shù)據(jù)傳輸方式，兩者之間最大區(qū)別在于對等節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)共享模式。視頻直播用戶在下載流媒體文件的同時進(jìn)行數(shù)據(jù)的播放，它將下載到的流媒體數(shù)據(jù)直接放入系統(tǒng)內(nèi)存中，并不對下載的流媒體數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，這樣客戶端下載的數(shù)據(jù)信息并不是存放在硬盤上而是在內(nèi)存中。而視頻點(diǎn)播正好相反，它首先采用一定的文件調(diào)度策略將所有的流媒體文件下載到系統(tǒng)硬盤上，當(dāng)文件下載完畢后再進(jìn)行播放。由于P2P流媒體的保證，網(wǎng)絡(luò)視頻直播、點(diǎn)播以高清晰的畫面、高音質(zhì)音頻和流暢的播放速度給傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)用戶帶來“聲色兼?zhèn)洹钡膹?qiáng)大沖擊。

2.3分布式科學(xué)計算

Intel將P2P計算定義為“通過系統(tǒng)間的直接交換所達(dá)成的計算機(jī)資源與信息的共享”，這些資源與服務(wù)包括信息交換、處理器時鐘、緩存和磁盤空間等。P2P計算允許用戶使用網(wǎng)絡(luò)中集中的處理能力，它可以幫助相關(guān)組織進(jìn)行以前不可能進(jìn)行的繁重計算工作，譬如利用P2P技術(shù)的特性，將計算任務(wù)劃分到數(shù)十萬甚至數(shù)百萬臺個人計算機(jī)上，用來破解蛋白質(zhì)或是DNA密碼。P2P計算正在得到業(yè)內(nèi)一致的看好，它成功地將許多有趣的分布計算技術(shù)重新拉回到人們視線當(dāng)中。總之，對于任何一個高校校園網(wǎng)絡(luò)的廣大師生來說，P2P計算的好處是擁有更低的成本和更快的處理速度。

2.4信息檢索

基于P2P的校園網(wǎng)絡(luò)搜索引擎使信息檢索更具有針對性，搜索更新周期縮短，并且引入了P2P資源共享技術(shù)，充分利用大規(guī)模分布形式存在的信息，彌補(bǔ)傳統(tǒng)搜索引擎無力深度挖掘信息的弱點(diǎn)。P2P網(wǎng)絡(luò)的分散性使得基于P2P的信息檢索可以挖掘到終端設(shè)備上動態(tài)存儲的海量信息，從而改變了傳統(tǒng)搜索引擎只能檢索網(wǎng)站上靜態(tài)頁面的現(xiàn)狀。

P2P技術(shù)在國內(nèi)的應(yīng)用還剛剛起步，多數(shù)人對P2P的認(rèn)識還不完整，甚至還有很多誤解，例如盜版、管理性差等問題很容易與P2P聯(lián)系起來，不管是迫于數(shù)字版權(quán)問題的壓力，還是P2P技術(shù)問題，P2P網(wǎng)絡(luò)技術(shù)始終不斷朝著成熟的方向發(fā)展。