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    P2P技術(shù)探討

    2012-03-30 10:11:00內(nèi)蒙古商貿(mào)職業(yè)學(xué)院李占平
    電子世界 2012年10期
    關(guān)鍵詞:結(jié)點(diǎn)用戶

    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。

    [1]張雪梅,方敏.網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的文獻(xiàn)信息資源共享[J].淮陰工學(xué)院學(xué)報(bào),2011(1).

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    [3]張阿敏,劉強(qiáng).P2P網(wǎng)絡(luò)模型探究[J].株洲工學(xué)院學(xué)報(bào),2010(6).

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