第12卷第1期重慶科技學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)2010年2月對(duì)等計(jì)算分析付興兵(長江師范學(xué)院,重慶408100)摘要:P2P 是一個(gè)Internet應(yīng)用程序,它允許-組Intemet用戶相互通信,從對(duì)等機(jī)上直接訪問和下載文件.也使用戶共享計(jì)算機(jī)資源以構(gòu)建分布式計(jì)算環(huán)境。P2P系統(tǒng)由大量的結(jié)點(diǎn)組成,這些結(jié)點(diǎn)可不斷地進(jìn)入和離開。比較了P2P和CIS,給出了P2P體系結(jié)構(gòu),介紹了P2P的特征,闡述了P2P的主要研究方向。關(guān)鍵詞:P2P; CIS; P2P特征; P2P體系結(jié)構(gòu)中圍分類號(hào):TP301文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1673-1980(2010)01-0153- -04自1999年Napster出現(xiàn)以來,P2P 網(wǎng)絡(luò)經(jīng)歷了結(jié)構(gòu)如圖 1所示。巨大的發(fā)展。有關(guān)調(diào)查表明,P2P業(yè)務(wù)已占據(jù)了互聯(lián)對(duì)等體網(wǎng)業(yè)務(wù)總量的60%-80%。對(duì)等網(wǎng)是指以分散方式使用分布式資源執(zhí)行關(guān)鍵功能的--類系統(tǒng)和應(yīng)用程序。資源包括計(jì)算功能數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)帶寬等。關(guān)鍵功能指分客戶.服務(wù)器布式計(jì)算、數(shù)據(jù)和內(nèi)容共享、通信和協(xié)作,或平臺(tái)服務(wù)。分散指應(yīng)用算法、數(shù)據(jù).元數(shù)據(jù)。在P2P系統(tǒng)中,對(duì)等C體協(xié)作以獲得想要的服務(wù),服務(wù)可以是分布式計(jì)算、文圈1C/S與P2P的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對(duì)比件共享、分布式存儲(chǔ)、通信或?qū)崟r(shí)媒體流。典型的P2P對(duì)等網(wǎng)絡(luò)是一種分布式網(wǎng)絡(luò)，其中的對(duì)等體共系統(tǒng)駐留在Intermet或ad hoc網(wǎng)絡(luò)的邊緣。享他們所擁有的一部分資源，這些共享資源需要由對(duì)等網(wǎng)具有3個(gè)特性:自組織、對(duì)稱通信和分布網(wǎng)絡(luò)提供服務(wù)和內(nèi)容。P2P 模型減少了對(duì)服務(wù)器的式控制。P2P網(wǎng)絡(luò)的自組織性是自適應(yīng)節(jié)點(diǎn)的到達(dá)、依賴性,一些P2P模型,對(duì)等體間共享文件,不需借離去和失效。對(duì)稱性是指對(duì)等體既可是客戶機(jī)也可助服務(wù)器,在它們間可直接進(jìn)行。不像客戶/服務(wù)器是服務(wù)器。分布式控制是指對(duì)等網(wǎng)沒有集中式目錄(C/S)模型,P2P系統(tǒng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)問題更具有容錯(cuò)性,沒有或控制節(jié)點(diǎn),對(duì)等體間可直接通信"。單點(diǎn)失效故障。在C/S模型中,當(dāng)太多的用戶登錄下通常,一次用戶會(huì)話從搜索一個(gè)特定文件開始,載文件時(shí),服務(wù)器會(huì)成為瓶頸。在P2P模型中,在對(duì)若能搜索到,將返回?fù)碛羞@個(gè)文件的對(duì)等體列表,用等體間太多的請(qǐng)求會(huì)使網(wǎng)絡(luò)管理員過于繁忙，對(duì)網(wǎng)戶接著從單個(gè)或多個(gè)對(duì)等體下載這個(gè)文件,一旦檢絡(luò)自身會(huì)造成負(fù)擔(dān)。使用P2P模型,公司可使用集索到這個(gè)文件，此對(duì)等體將把它提供給別的對(duì)等體,體的計(jì)算機(jī)資源，而不使用服務(wù)器和昂貴的存儲(chǔ)設(shè)直到移除此文件或變得離線。第- -個(gè)成功的文件共享備。P2P模型與CIS模型最顯著的區(qū)別在于網(wǎng)絡(luò)中程序是Napster,它在1999年以MP3格式共享音樂文的對(duì)等體既可以獲取其他對(duì)等體的資源或服務(wù),同件。最近的P2P文件共享程序不僅分配MP3和音頻文時(shí)又是資源或服務(wù)的提供者,即對(duì)等體既是客戶機(jī),件,也分配圖像、軟件、電子圖書和其他的文檔。又是服務(wù)器。CIS模型中,服務(wù)器是資源的提供者,客戶是資源的獲取者。P2P體系結(jié)構(gòu)則可以使客戶1P2P與C/S的比較機(jī)分擔(dān)網(wǎng)絡(luò)中心的任務(wù)，上百萬個(gè)Intermet用戶組客戶/服務(wù)器模型(CIS)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與P2P網(wǎng)絡(luò)合得中國煤化工可一個(gè)中心服務(wù)器收稿日期:2009-08-18MYHCNMHG基金項(xiàng)目:重慶市教委科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目(KJ08131);重慶市教委自然科學(xué)基金項(xiàng)目(KJ091309)作者簡介:付興兵.男,四川瀘縣人,講師,碩士,研究方向?yàn)榉植际较到y(tǒng)、信息安全。.153.付興兵:對(duì)等計(jì)算分析與研究的處理能力。表來協(xié)助請(qǐng)求進(jìn)人的對(duì)等體,這樣建立連接和進(jìn)行一般P2P網(wǎng)絡(luò)中每一個(gè)對(duì)等體所擁有的權(quán)利通信仍是對(duì)等體的工作。這種模型超越純對(duì)等體,通和義務(wù)都是對(duì)等的,包括通信、服務(wù)和資源消費(fèi)。比過提供已連接對(duì)等體列表，它會(huì)增加找到網(wǎng)絡(luò).上大如在Web應(yīng)用流量占網(wǎng)絡(luò)流量主體時(shí)，由于Web量對(duì)等體的機(jī)會(huì)。為下載資源,對(duì)等體需接近每個(gè)連流量的高度非對(duì)稱性(用戶鏈路的上行流量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)接的對(duì)等體,張貼請(qǐng)求,這使得整個(gè)過程較耗時(shí)。低于其下行流量),大部分用戶接人方式如ADSL、2.3具有簡單發(fā)現(xiàn)和查找服務(wù)器功能的P2P模型Cablemodem等都設(shè)計(jì)為上行帶寬遠(yuǎn)低于其下行帶寬。如果違反這種設(shè)計(jì)，將會(huì)導(dǎo)致延時(shí)、網(wǎng)絡(luò)擁塞等。對(duì)等體B而在P2P應(yīng)用中,由于所有主機(jī)都是對(duì)等的,因此對(duì)等體A其流量具有很強(qiáng)的對(duì)稱性。P2P 應(yīng)用上行流量與下行流量的比率接近于1:12。2P2P體系結(jié)構(gòu)▲人對(duì)等體C服務(wù)器P2P網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)會(huì)隨著對(duì)等體加人和離開網(wǎng)絡(luò)而動(dòng)態(tài)自適應(yīng)地改變，維護(hù)連接、可用性和性圖3簡單發(fā)現(xiàn)服務(wù)器P2P模型能。P2P主要有以下3種體系結(jié)構(gòu)3。此種模型中,服務(wù)器提供連接對(duì)等體列表,同時(shí)2.1 純P2P模型也列出這些對(duì)等體可提供的資源。這種模型集成了純P2P模型(如圖2所示)不依賴于任何中央純P2P和具有簡單發(fā)現(xiàn)服務(wù)器功能的P2P模型的服務(wù)器,對(duì)等體動(dòng)態(tài)查找在網(wǎng)絡(luò).上的其他在線對(duì)等特性,以增加服務(wù)器的功能。體。整個(gè)通信過程在在線的對(duì)等體間進(jìn)行而不需要由于不再需要單獨(dú)訪問每個(gè)對(duì)等體，這種模型任何服務(wù)器的支持。對(duì)等體間可直接上傳、下載文減少了對(duì)等體的負(fù)荷。服務(wù)器在兩個(gè)對(duì)等體間發(fā)起件,進(jìn)行在線活動(dòng),發(fā)送請(qǐng)求,接收響應(yīng)等。這種模通信。兩個(gè)連接好的對(duì)等體之間可進(jìn)行各種活動(dòng)。型允許用戶建立自己的規(guī)則和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。它完全解決了要通過服務(wù)器或ISP來利用Intemet的閑難。3 P2P 系統(tǒng)特征.對(duì)等體P2P系統(tǒng)具有如下特征:(1)Ad-hoc特性。對(duì)等體加人和離開系統(tǒng),不受任何實(shí)體的直接控制,因此,活躍對(duì)等體的數(shù)量和位置以及他們所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涠际歉叨葎?dòng)態(tài)的,這種ad-hoe特性要求P2P系統(tǒng)是自組織的。(2)對(duì)等體功能有限和缺乏可靠性。對(duì)等體不具備太多的功能,且經(jīng)常失效。對(duì)等網(wǎng)的分布.式特性使其很難保證可靠性。對(duì)等體的不可靠性圖2純P2P 模型表明容錯(cuò)和自適應(yīng)性技術(shù)應(yīng)是P2P協(xié)議的完整.純P2P模型具有如下優(yōu)點(diǎn):(1)具有即插即用的部分。特性,只要接入Intermet,就可使用P2P系統(tǒng);(2)不(3)對(duì)等體自私性。P2P系統(tǒng)中的主機(jī)由自治對(duì)僅在Internet 中能有效工作，在LAN或intranet中等體所擁有和操作。對(duì)等體會(huì)最大化自身的利益。對(duì)也能很好的工作。這種模型的缺點(diǎn)是:由于沒有中等體決定是否共享數(shù)據(jù)、離開系統(tǒng)和轉(zhuǎn)發(fā)查詢。這些央服務(wù)器管理注冊(cè)進(jìn)人網(wǎng)絡(luò)的對(duì)等體,需要用戶親決策并不總和系統(tǒng)的性能目標(biāo)相- -致,這種沖突會(huì)自定位其他的對(duì)等體。危及整個(gè)系統(tǒng)的性能。因此,在設(shè)計(jì)P2P協(xié)議時(shí)應(yīng)2.2具有簡單發(fā)現(xiàn)服務(wù)器功能的P2P模型號(hào)慮|中國煤化工此種模型(如圖3所示)為實(shí)施管理,要制定服{HC N M H G載均衡技術(shù)監(jiān)視務(wù)器邊界,但其作用只限于為即將進(jìn)人的對(duì)等體提流量,它們需安為特定的信息項(xiàng)日建立輪廓,接著把供已連接對(duì)等體的名字。服務(wù)器提供連接對(duì)等體列內(nèi)容重新分配給單個(gè)節(jié)點(diǎn)以減輕他們的負(fù)載。154+付興兵:對(duì)等計(jì)算分析與研究.(5)基于內(nèi)容的尋址。在P2P網(wǎng)絡(luò)中，存儲(chǔ)特定(3)安全項(xiàng)目的節(jié)點(diǎn)的特定地址對(duì)用戶是透明的,用戶為特安全是P2P網(wǎng)絡(luò)中面臨的最大挑戰(zhàn)之一,P2P定的內(nèi)容而查詢網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò)把請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)給存有此內(nèi)的一個(gè)好處是它既允許節(jié)點(diǎn)充當(dāng)客戶又允許節(jié)點(diǎn)充容的特定節(jié)點(diǎn)。尋址能達(dá)到語義網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)較高當(dāng)服務(wù)器。然而,把標(biāo)準(zhǔn)的客戶設(shè)備轉(zhuǎn)換成服務(wù)器對(duì)的級(jí)別,因?yàn)橛脩裟苤付ㄒ粋€(gè)內(nèi)容標(biāo)識(shí)符,而不是一-網(wǎng)絡(luò)造成了許多風(fēng)險(xiǎn)。只有可信的或認(rèn)證了的資源個(gè)物理位置。這種標(biāo)識(shí)符對(duì)應(yīng)于存儲(chǔ)這種內(nèi)容的才能訪問給定節(jié)點(diǎn)提供的服務(wù)。一個(gè)惡意的對(duì)等體P2P集合。把內(nèi)容分割到P2P網(wǎng)絡(luò)上的特定分組,可會(huì)強(qiáng)迫許多對(duì)等體下載文件或相互發(fā)送請(qǐng)求，這會(huì)建立更加細(xì)粒度的信息儲(chǔ)存庫和使得資源標(biāo)識(shí)符更阻寒網(wǎng)絡(luò)，影響內(nèi)部用戶的響應(yīng)時(shí)間和導(dǎo)致分布式加均勻。拒絕服務(wù)攻擊。在P2P系統(tǒng)中新的安全需要如下:多密鑰加密。文件共享系統(tǒng)需要保護(hù)共享對(duì)象,4P2P研究方向安全方案可采用基于一個(gè)公鑰、多個(gè)私鑰的非對(duì)稱(1)搜索加密機(jī)制。P2P體系結(jié)構(gòu)提供了利用大量Intermet主機(jī)資沙盒。分布式計(jì)算P2P系統(tǒng)需要在對(duì)等機(jī)上執(zhí)行源的機(jī)會(huì)。這種體系結(jié)構(gòu)的主要挑戰(zhàn)是以分散方.-些代碼,需要防止對(duì)等機(jī)受惡意代碼的攻擊,也要防式有效定位在這些主機(jī)之間分布的信息。對(duì)等體止代碼受惡意對(duì)等機(jī)的攻擊?？刹捎冒踩卣魅缟澈小⒌慕M群管理包括對(duì)社區(qū)中別的對(duì)等體的發(fā)現(xiàn)及這.安全語言Java等來防止敏感數(shù)據(jù)泄漏給惡意方。些對(duì)等體的定位和路由。許多因素影響發(fā)現(xiàn)算法數(shù)字產(chǎn)權(quán)管理。P2P文件共享使文件復(fù)制容易,的設(shè)計(jì)。比如,移動(dòng)無線設(shè)備基于通信范圍發(fā)現(xiàn)別這也需要保護(hù)作者的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，可采用數(shù)字水印或的對(duì)等體，為桌面主機(jī)構(gòu)建的協(xié)議使用集中式目隱寫術(shù)來保護(hù)音頻、視頻文件，隱藏版權(quán)信息。錄方法。定位和路由算法通常會(huì)優(yōu)化從一個(gè)對(duì)等信譽(yù)和義務(wù)。在P2P系統(tǒng)中,信譽(yù)是建立在信體到另一個(gè)對(duì)等體傳遞消息的路徑。P2P 路由算任基礎(chǔ)之.上的，需要采用措施來測(cè)量一個(gè)對(duì)等體有法分為無結(jié)構(gòu)和有結(jié)構(gòu)兩類。無結(jié)構(gòu)路由算法成.“多好”或“用處多大”。比如,一個(gè)用戶共享很多感興本較高，或找不到可利用的內(nèi)容。在有結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)趣的文件,他的信譽(yù)度就高?？驼?free- -rider)是 指中,預(yù)先定義一個(gè)規(guī)則的結(jié)構(gòu),網(wǎng)絡(luò)一直維護(hù)著這不給別的對(duì)等體提供文件,而從P2P系統(tǒng)中下載文種結(jié)構(gòu)。有結(jié)構(gòu)路由算法能保證在有限跳數(shù)內(nèi)定件的用戶,因此,他的信譽(yù)度較低。為防止這種不合位目標(biāo)機(jī)。P2P系統(tǒng)經(jīng)常呈現(xiàn)“攪拌性",對(duì)等體不作行為,需要設(shè)計(jì)一些義務(wù)機(jī)制。停地到達(dá)和離去。防火墻。P2P 應(yīng)用程序本質(zhì)上要求在對(duì)等體間P2P搜索是由一個(gè)根本的索引和沿那個(gè)索引進(jìn)直接建立連接。然而,在公司環(huán)境中,內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)和外行傳播的查詢組成。索引由本地索引、集中索引和部網(wǎng)絡(luò)是隔離了的,這樣會(huì)減少對(duì)應(yīng)用程序的訪問。.分布式索引組成。分布式索引是最主要的索引,它例如,大多數(shù)防火墻會(huì)阻止對(duì)內(nèi)部主機(jī)的連接,這會(huì)支持關(guān)鍵字查找和信息檢索。P2P 搜索機(jī)制可借助使得防火墻內(nèi)部的主機(jī)不會(huì)被外部主機(jī)訪問。再如，數(shù)據(jù)庫搜索機(jī)制。Gnutella 使用本地?cái)?shù)據(jù)索引，家庭用戶經(jīng)常使用IP偽裝或網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換NAT來Napster使用集中式索引，F(xiàn)reenet 使用分布式索引。在幾臺(tái)主機(jī)之間共享連接,這會(huì)導(dǎo)致相同的不可訪Google是一個(gè)分布式的、非集中式的文件共享系統(tǒng)。問問題。(2)存儲(chǔ).(4)應(yīng)用P2P數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是數(shù)據(jù)所有者對(duì)等體把數(shù)據(jù)副本常見的P2P網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用有:存儲(chǔ)在其認(rèn)為可信的第三方持有者對(duì)等體上,并可文件共享:Neonet、eDonkey和bitrrent等專注按需讀取其上的數(shù)據(jù),這樣可增強(qiáng)數(shù)據(jù)的可用性、容.的都是共享文件。錯(cuò)性和減少存儲(chǔ)維護(hù)成本。驗(yàn)證對(duì)等體周期性地檢網(wǎng)絡(luò)電話:SKYPE專注于網(wǎng)絡(luò)電話，這種高效查存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)副本。對(duì)等體基于由聲譽(yù)而建立的信絡(luò)電話，但同時(shí)也任關(guān)系進(jìn)行相互交互。對(duì)等體的聲譽(yù)度越高,它越給傳IY片中國煤化工陸。C NMH Gr9 P2P視頻點(diǎn)播可靠和可信。常見的P2P商業(yè)存儲(chǔ)系統(tǒng)有AllMy-Data .Ubistorage和Wuala 等。系統(tǒng)是一款極其優(yōu)秀的局域網(wǎng)和Internet 的P2P點(diǎn)●155.付興兵:對(duì)等計(jì)算分析與研究播軟件系統(tǒng)，采用最先進(jìn)的P2P內(nèi)核,完美實(shí)現(xiàn)鍵功能的一類系統(tǒng)和應(yīng)用程序,具有自組織、對(duì)稱通P2P視頻點(diǎn)播功能,P2P流媒體技術(shù)節(jié)省了大量信和分布式控制等特點(diǎn)。此文比較了P2P和CIS,給帶寬。PPLive是一款用于Intermet上大規(guī)模視頻直出了P2P體系結(jié)構(gòu)，介紹了P2P的特征，闡述了播的共享軟件,本軟件使用網(wǎng)狀拓?fù)?有效解決了P2P的主要研究方向。當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)視頻點(diǎn)播服務(wù)的負(fù)載和帶寬有限問題,實(shí)現(xiàn)用戶越多,播放越流暢的特性整體服務(wù)質(zhì)量參考文獻(xiàn)大大提高。[1] Roussopoulos M, Baker M ,Rosenthal D,et al. P2P of Not大規(guī)模多玩家在線游戲:使用P2P技術(shù)建模P2P [C] in: The 3rd Intermational Workshop on Peer-to-PeerSystems ,2004.網(wǎng)絡(luò)游戲體系結(jié)構(gòu)。此種伸縮性強(qiáng)的體系結(jié)構(gòu)能支持大量的并發(fā)用戶，能容忍玩家數(shù)量的急[2] Naimul Basher ,Aniket Mahant, Anirban Mahanti,et al. AComparative Analysis of Web and Peer to Peer Traffic [C]//劇增加。www 2008 1 Refereed Track: Performance and Scalability.5結(jié)論ACM,2008.[3] CacheL ogic. Understanding the Impact of P2P: ArchitetureP2P網(wǎng)絡(luò)指以分散方式使用分布式資源執(zhí)行關(guān)and Protocols[C].Research study , 2006.Analysis and Research on Peer to Peer ComputingFU Xing- bing(Yangtze Normal University ,Chongqing 408100)Abstract:P2P is an Internet application, which allows communication with each other between Internet users.Files can be accessed directly and downloaded from peer.P2P makes users share computer resources to constructdistributed computing environments.P2P consists of a large amount of nodes which can continuously enter anddepart.This paper compares P2P with C/S , presents P2P architectures , introduces the features of P2P ,andelucidates the main research interests of P2P, which shows a direction towards the researchers.Key words:P2P;C/S;features of P2P ;P2P architecture;P2P research interests中國煤化工MYHCNMHG.156.