P2P原理與技術(shù)1.概述2.構(gòu)件與算法3.關(guān)鍵技術(shù)特性4.研究與未來(lái)李之棠HUST11.1什么是P2PP2P：Peer-to-Peer對(duì)等(網(wǎng)絡(luò)，計(jì)算)…;端到端…以非集中方式使用分布式資源來(lái)完成關(guān)鍵任務(wù)的一類系統(tǒng)和應(yīng)用資源包括計(jì)算能力、數(shù)據(jù)（存儲(chǔ)和內(nèi)容）、網(wǎng)絡(luò)帶寬和場(chǎng)景（計(jì)算機(jī)、人和其它資源）關(guān)鍵任務(wù)可能是分布式計(jì)算、數(shù)據(jù)/內(nèi)容共享，通信和協(xié)同、或平臺(tái)服務(wù)典型位置：因特網(wǎng)邊界或ad-hoc網(wǎng)內(nèi)李之棠HUST2P2P的效果巨大的擴(kuò)展力通過(guò)低成本交互來(lái)聚合資源，導(dǎo)致整體大于部分之和。低成本的所有權(quán)和共享使用現(xiàn)存的基礎(chǔ)設(shè)施、削減和分布成本匿名和隱私允許對(duì)等端在其數(shù)據(jù)和資源上很大的自治控制李之棠HUST3P2PNetworkLinuxNATTCP/IPBluetoothHTTPFirewallTCP/IPTCP/IPApplicationXPP2P的網(wǎng)絡(luò)基本構(gòu)成李之棠HUST41.2P2P的定義Intel工作組：通過(guò)在系統(tǒng)之間直接交換來(lái)共享計(jì)算機(jī)資源和服務(wù)的一種應(yīng)用模式A.Weytsel:在因特網(wǎng)周邊以非客戶地位使用的設(shè)備R.l.Granham:通過(guò)3個(gè)關(guān)鍵條件定義具有服務(wù)器質(zhì)量的可運(yùn)行計(jì)算機(jī)具有獨(dú)立于DNS的尋址系統(tǒng)具有與可變連接合作的能力C.Shirky:利用因特網(wǎng)邊界的存儲(chǔ)/CPU/內(nèi)容/現(xiàn)場(chǎng)等資源的一種應(yīng)訪問(wèn)這些非集中資源意味著運(yùn)行在不穩(wěn)定連接和不可預(yù)知IP地址環(huán)境下，P2P節(jié)點(diǎn)必須運(yùn)行在DNS系統(tǒng)外邊具備有效或全部的自治李之棠HUST5Kindberg:獨(dú)立生存的系統(tǒng)D.J.Milojicic:給對(duì)等組提供或從對(duì)等組獲得共享對(duì)等端向組給出某些資源，并從組獲得某些資源Napster:把音樂(lè)供給組內(nèi)其他人，并從其他人獲得音樂(lè)捐贈(zèng)計(jì)算資源用于外星生命的搜索或戰(zhàn)勝癌癥，獲得幫助其他人的滿足另一種應(yīng)用模式選擇：相對(duì)集中式、和C/S模式純P2P：沒(méi)有服務(wù)器的概念，所有成員都是對(duì)等端并不是全新的概念早期分布式系統(tǒng)：如UUCP和交換網(wǎng)絡(luò)電話通信計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的通信、網(wǎng)絡(luò)游戲中的諸玩家自助餐，志愿組活動(dòng)…李之棠HUST61.3P2P與C/SPeerPeerClientServer二者在結(jié)構(gòu)和構(gòu)成上有很大區(qū)別管理能力、構(gòu)態(tài)能力、功能（查找或發(fā)現(xiàn)）、組織(分層與網(wǎng)孔)、元素（DNS）和協(xié)議(IP)但又無(wú)明顯邊界都能運(yùn)行在不同的（Internet/Intranet）平臺(tái)上都能服務(wù)傳統(tǒng)或新的應(yīng)用：eBusinesseServuices…返回李之棠HUST72構(gòu)件與算法P2P結(jié)構(gòu)抽象：由許多構(gòu)件組成（非正式劃分）通信可靠性例程工具管理消息元數(shù)據(jù)調(diào)度服務(wù)資源聚合安全發(fā)現(xiàn)定位/路由通信層應(yīng)用說(shuō)明層類說(shuō)明層健壯性層組管理層李之棠HUST8資源聚合P2P通過(guò)提供Peers間基本的交互來(lái)聚合其系統(tǒng)上可用的資源資源范圍廣泛文件和其他常駐在計(jì)算機(jī)內(nèi)的內(nèi)容，大量的文件共享系統(tǒng)解決了這類資源的聚合問(wèn)題但資源可定義為：在給定Peer設(shè)備上可用東西。如CPU處理能力，帶寬，能量和磁盤(pán)空間等等李之棠HUST9可靠性P2P系統(tǒng)中困難的問(wèn)題固有的分布式特點(diǎn)使保障可靠性很困難通常解是：冗余計(jì)算密集模式中，當(dāng)檢測(cè)到某機(jī)失效，則該任務(wù)可啟動(dòng)其它可用計(jì)算機(jī)相同的任務(wù)可分配到多個(gè)Peers上在文件共享系統(tǒng)，可在許多Peers上部署重復(fù)DB丟失的消息可重發(fā)或沿著多個(gè)通路同時(shí)發(fā)送李之棠HUST10應(yīng)用說(shuō)明構(gòu)成與功能工具、例程和服務(wù)詳細(xì)描述應(yīng)用，以協(xié)調(diào)現(xiàn)行P2P設(shè)施上的某些應(yīng)用適應(yīng)于分布式調(diào)度（科學(xué)、金融、生物計(jì)算）內(nèi)容和文件共享（音樂(lè)MP3文件交換）運(yùn)行在協(xié)同和通信系統(tǒng)上面的特別應(yīng)用，如日歷、筆記、消息和聊天李之棠HUST11BitTorrent原理TrackerADCB返回李之棠HUST123.P2P關(guān)鍵技術(shù)特性3.1非集中化:置疑C/S模式集中化在訪問(wèn)權(quán)限和安全上容易管理但不可避免導(dǎo)致:低效/瓶頸/資源浪費(fèi)盡管硬件性能和成本有了改進(jìn),但建立和維護(hù)集中化知識(shí)庫(kù)成本高昂,需要人員智能化地建立,保持信息的相關(guān)和更新非集中化:更強(qiáng)有力的思想強(qiáng)調(diào)用戶端所有權(quán),對(duì)數(shù)據(jù)和資源的控制每個(gè)Peer都是平等的參與者實(shí)現(xiàn)更困難(無(wú)全局服務(wù)器,看不到全局Peers及其文件)這也是當(dāng)前混合模式存在的原因李之棠HUST13匿名目的重要目的是讓人們使用系統(tǒng)時(shí)不用關(guān)心法律問(wèn)題和其他節(jié)外生枝的問(wèn)題進(jìn)一步目的可能使數(shù)字內(nèi)容的審查制度形同虛設(shè)匿名形式作者:可以不標(biāo)識(shí)文件的作者或創(chuàng)建者發(fā)布者:可以不標(biāo)識(shí)對(duì)系統(tǒng)而言的文件發(fā)行者讀者:可以不標(biāo)識(shí)文件的讀者或其他消費(fèi)數(shù)據(jù)者服務(wù)器:可以不標(biāo)識(shí)含有未被標(biāo)識(shí)文件的服務(wù)器文件:服務(wù)器并不知道它存儲(chǔ)的是什么文件查詢:服務(wù)器并不告訴它正用何文件在響應(yīng)用戶的查詢李之棠HUST14所有權(quán)成本P2P的前提共享所有權(quán)共享所有權(quán)減少了自有系統(tǒng)/內(nèi)容/和維護(hù)它們的代價(jià)SETI@home

比當(dāng)今世界上最快的計(jì)算機(jī)還快,而且成本只是它的1%Napster音樂(lè)共享的全部理念是基于每個(gè)成員把音樂(lè)文件貢獻(xiàn)到文件池中去,其他文件系統(tǒng)也一樣.P2P協(xié)同/通信/平臺(tái)集中化計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)信息的削減也減少了所有權(quán)和維護(hù)成本美國(guó)的無(wú)線通信采用了類似的方法—寄生網(wǎng)格:在用戶之間共享家庭安裝的802.11帶寬,在成本上同安裝有無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)施的公司競(jìng)爭(zhēng)李之棠HUST15防火墻P2P系統(tǒng)天生需要Peers間直連內(nèi)外網(wǎng)隔離減少了應(yīng)用的訪問(wèn)權(quán)限如FW阻止返回的TCP連接，導(dǎo)致FW內(nèi)的計(jì)算機(jī)不可訪問(wèn)更壞是：家庭用戶頻繁使用偽裝IP或NAT保持同幾個(gè)計(jì)算機(jī)之間因特網(wǎng)連接但FW讓TCP80端口常開(kāi)，使隱藏機(jī)和因特網(wǎng)可保持連接兩個(gè)均在FW后Peers通信就更難了，需要中繼服務(wù)器提供二者間的連接李之棠HUST16非技術(shù)挑戰(zhàn)接受和使用每個(gè)Peer端依賴另一端提供服務(wù)，故必須存在大量可用的Peers提供服務(wù)Gnutella下載者多，上載者少用戶群分裂的危險(xiǎn)個(gè)體一般只加入一個(gè)或少數(shù)幾個(gè)P2P系統(tǒng)，因無(wú)更多資源同時(shí)支持多個(gè)系統(tǒng)每個(gè)新系統(tǒng)引入，必然分裂用戶群，并危害所有其它P2P系統(tǒng)，Napster和即時(shí)消息都有這個(gè)問(wèn)題規(guī)模很多算法依賴用戶的規(guī)模；需要知道每個(gè)本地Peer，但有很少的全局信息和知識(shí)發(fā)布控制：版權(quán)，威脅傳統(tǒng)服務(wù)返回李之棠HUST174.P2P的未來(lái)P2P將變得更成熟增加交互性更多連接到因特網(wǎng)健壯的應(yīng)軟件P2P是一重要的方法可擴(kuò)展性對(duì)網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)和應(yīng)用始終都是一個(gè)待解決的問(wèn)題（全球、無(wú)線）世界總有不被連入的部分，需要Ad-hoc和非集中組系統(tǒng)組成和應(yīng)用固有是P2P而須借助該解李之棠HUST18思想方式根本原因是用對(duì)等互助模式替代目前服務(wù)和被服務(wù)模式在互助中提供規(guī)模性服務(wù)似乎矛盾，但實(shí)際生活中的確存在，如資助餐廳、自駕車旅游團(tuán)，網(wǎng)絡(luò)似乎不應(yīng)該限制，而是在尋找其中的商機(jī)取系統(tǒng)邊界的資源的優(yōu)點(diǎn)支持用戶間的直接交互一種模式P2P并不是所有未來(lái)問(wèn)題的解，有其強(qiáng)勢(shì)和弱勢(shì)一個(gè)實(shí)現(xiàn)的選擇,應(yīng)依據(jù)系統(tǒng)或環(huán)境的特性李之棠HUST19P2P流量對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的影響P2P音視頻文件共享占50-60%流量(白天),晚上占90%P2P成組連接方式對(duì)網(wǎng)管的影響網(wǎng)管如何識(shí)別和控制P2P流如何防止違反數(shù)字知識(shí)版權(quán)法規(guī)如何提供基于P