件,完成完全相同的功能,这也是对等网络名称的由来。
S/C模式具有较好的商业市场用途,而P2P模型具有更好的信息资源共享、分布处理。我个人认为两种方式将会长期共存,有关P2P即将替代S/C模式的说法是不成立的,P2P有其独特的市场空间,是现有互联网应用的补充,这一点应该是毫无疑问的
1.5 P2P应用前景
从结构角度看P2P带来了几个改变:首先,客户不再需要将文件上载到服务器,而只需要使用P2P将共享信息提供出去;其次运行P2P的个人电脑不需要固定IP地址和永久的互联网连接,这使得那些拨号上网的用户也可以享受P2P带来的变革,这部分用户在所有用户中占有极大的比重;最后,P2P完全改变过去控制互联网的客户机/服务器模式,消除客户机和服务器二者之间的差别。也就是说,P2P则引导网络计算模式从集中式向分布式偏移,也就是说网络应用的核心从中央服务器向网络边缘的终端设备扩散:服务器到服务器、服务器到PC机、PC机到PC机,PC机到WAP手机所有网络节点上的设备都可以建立P2P对话。这使人们在Internet上的交互行为被提到了一个更高的层次,使人们以更主动深刻的方式参与到网络中去。从应用的角度来说,P2P技术更好的解决网络上几种类型的应用:对等计算、协同工作、搜索引擎、文件交换等。
1. 对等计算
采用P2P技术的对等计算,正是把网络中的众多计算机暂时不用的计算能力连结起来,使用积累的能力执行超级计算机的任务。任何需要大量数据处理的行业都可从对等计算中获利,如天气预报、动画制作、基因组的研究等,有了对等计算之后,就不再需要昂贵的超级计算机了。
2. 协同工作
企业机构的日益分散,企业内部及企业之间的交互变为尤其重要,但传统的WEB方式实现,给服务器带来了极大的负担,造成了昂贵的成本支出。P2P网络的出现使协同工作成为可能:互联网上任意两台PC都可建立实时的联系,建立了这样一个安全、共享的虚拟空间,人们可以进行各种各样的活动,如工作安排,文件的审批。
3. 搜索引擎
P2P技术的另一个优势是开发出强大的搜索工具。P2P技术使用户能够深度搜索文档,而且这种搜索无需通过Web服务器,也可以不受信息文档格式和宿主设备的限制,可达到传统目录式搜索引擎(只能搜索到20%-30%的网络资源)无可比拟的深度(理论上将包括网络上的所有开放的信息资源)。
4. 文件交换
可以说文件交换的需求直接引发了P2P技术热潮。在传统的WEB方式中,要实现文件交换需要服务器的大力参与,通过将文件上传到某个特定的网站,用户再到某个网站搜索需要的文件,然后卜载,这种方式的不便之处不言而喻。电子邮件是方便了个人间文件传递问题,却没法解决大范围的交换。
5. 宽带服务
当带宽达到实时音频流、视频流的要求,P2P网络技术将为赛带应用(电话套议、视频会议,远程教育)提供良好的构架。
6. 虚拟子网(VPN)
P2P应用并不限于两点通讯,更多的实际应用是扩展到多点集群,形成internet中的一个虚拟专用子网,P2P用户可以选扦不同专题加入相应的子网,为电子商务打下一个良好的基础。
1.6 P2P发展状况
P2P系统最大的特点就是用户之间直接共享资源,其核心技术就是分布式对象的定位机制,这也是提高网络可扩展性、解决网络带宽被吞噬的关键所在。迄今为止,P2P网络已经历了三代不同网络模型,各种模型各有优缺点,有的还存在着本身难以克服的缺陷,因此在目前P2P技术还远未成熟的阶段,各种网络结构依然能够共存,甚至呈现相互借鉴的形式。
1. 集中目录式结构
集中目录式P2P结构是最早出现的P2P应用模式,因为仍然具有中心化的特点也被称为非纯粹的P2P结构。用于共享MP3音乐文件的Napster是其中最典型的代表,其用户注册与文件检索过程类似于传统的C/S模式,区别在于所有资料并非存储在服务器上,而是存贮在各个节点中。查询节点根据网络流量和延迟等信息选择合适的节点建立直接连接,而不必经过中央服务器进行。这种网络结构非常简单,但是它显示了P2P系统信息量巨大的优势和吸引力,同时也揭示了P2P系统本质上所不可避免的两个问题:法律版权和资源浪费的问题。
2. 纯P2P网络模型
纯P2P模式也被称作广播式的P2P模型。它取消了集中的中央服务器,每个用户随机接入网络,并与自己相邻的一组邻居节点通过端到端连接构成一个逻辑覆盖的网络。对等节点之间的内容查询和内容共享都是直接通过相邻节点广播接力传递,同时每个节点还会记录搜索轨迹,以防止搜索环路的产生。
Gnutella早期模型是最典型的纯P2P非结构化拓扑结构,它解决了网络结构中心化的问题,扩展性和容错性较好,但是Gnutella网络中的搜索算法以泛洪的
方式进行,控制信息的泛滥消耗了大量带宽并很快造成网络拥塞甚至网络的不稳定。同时,局部性能较差的节点可能会导致Gnutella网络被分片,从而导致整个网络的可用性较差,另外这类系统更容易受到垃圾信息,甚至是病毒的恶意攻击。
3. 混合式网络模型
Kazaa模型是P2P混合模型的典型代表,它在纯P2P分布式模型基础上引入了超级节点的概念,综合了集中式P2P快速查找和纯P2P去中心化的优势。Kazaa模型将节点按能力不同(计算能力、内存大小、连接带宽、网络滞留时间等)区分为普通节点和搜索节点两类(也有的进一步分为三类节点,其思想本质相同)。其中搜索节点与其临近的若干普通节点之间构成一个自治的簇,簇内采用基于集中目录式的P2P模式,而整个P2P网络中各个不同的簇之间再通过纯P2P的模式将搜索节点相连起来,甚至也可以在各个搜索节点之间再次选取性能最优的节点,或者另外引入一新的性能最优的节点作为索引节点来保存整个网络中可以利用的搜索节点信息,并且负责维护整个网络的结构。
国内大学对P2P的研究主要是在前几年,现在多转向网格研究。对P2P的研究规模比较小,很多只是针对P2P发表一两篇论文而已,成体系的、有具体针对性的研究项目不多,主要有北大、上海交大、中科大、中科院等。目前,国内P2P的应用主要有两个方向: 文件共享及协同工作。在基于P2P技术进行文件共享方面,国内已经有多家公司推出了自己的产品,目前主要的中文P2P软件有Workslink、Ezpeer、Jelawat、Kuro、Toperson等。
由于P2P技术在国内的应用还刚刚开始,多数人对其认识还不完整,还有很多发展障碍,如版权问题、带宽问题、安全与管理等等。而当前,BT正卷入全球性打击盗版行动的风波中,好莱坞企业的胜利也显示出这个全球最大的P2P 网络的弱点。但这并不意谓着BitTorrent会消失。这项技术仍有许多合法的用途,例如可以用来散播游戏或是Linux 操作系统。这种散播方式可以为内容出版企业省下大笔的频宽费用。有些在线的网站已经开始努力要整合BitTorrent及RSS (Really Simple Syndication )的新闻交换连结技术(feed technology ),做为散播影音内容的新方式。Cohen 表示,已经即将发布新版的改良技术,同时他也会把多数时间用在如何让这项技术成为主流。
1.7 P2P模式与C/S模式的比较
目前,大多数的Internet服务采用传统的client/server(C/S)分布式结
构,如图1.1所示。C/S模式必须在网络内设置一个服务器,信息通过服务器才能传递。信息或是先集中上传到服务器保存,然后再分别下载,或是信息按服务器上专有规则处理后才可在网络上传递流动[12]。客户使用一种通信协议,比如
说文件传输协议(FTP),与服务器相连接以便能够访问某一种特定的资源,通常服务器端处理大多数的涉及分发服务的任务,而客户端则相对来讲任务较轻。目前大多数的Internet应用包括WWW,FTP, telnet还有emaiI都采取这种结构。
客户端客户端服务器客户端客户端 图1-1 客户/服务器结构图
但是,C/S结构有一个主要的缺点,当客户端的数目增加时,相应地就需要服务器端的带宽和负载都要增加,从而使得服务器有时不能够处理过多的客户端的请求、而对于客户端的计算能力却要求很少。在C/S机构中,客户端处于被动的角色,只能够向服务器发出服务请求而不能够接受来自其他客户端的服务请求.
不同于C/S结构,P2P结构不依赖于一个中心服务器来提供服务,如图1.2。P2P避开了C/S集中的组织结构,而采用了一个平面的,高度互联的结构。P2P结构允许互联的计算机采取一定的机制来发现彼此,使得各台计算机既是客户端又是服务器,并能够确定P2P网络中的各种服务。
59.64.136.159.64.234.191202.122.235.196222.221.133.136202.101.11.176
图1-2 对等网结构图
相对于C/S结构,P2P结构一个主要的优点就是将服务分布到网络中的各个对