（计算机系统结构专业论文）移动agent技术在对等计算中的应用研究.pdf

西北丁业大学硕士论文 摘要 摘要 随着高性能计算的不断发展，传统的c s 计算模式已经不能满足处理海量数 据的要求。只有通过分布式系统，协调利用网络上闲置的处理机资源，共同完成 处理任务，才能实现真正的高性能计算和无所不在的计算。对等计算( p 2 p ) 作为 分布式汁算的一个分支，具有主机利用效率高、网络体系结构灵活等特点。对等 网络中参与计算的主机在完全透明的情况下通过相互协作通信实现资源的收集、 任务分派和信息发送等功能。 移动a g e n t 能在异构的网络环境中从一台主机迁移到另一台主机并完成用户 指定的任务。将移动a g e n t 和对等计算二者结合起来，有利于减少计算过程中的 通信量，提高通信效率，充分利用网络资源，动态适应网络环境的变化。 本文详细分析移动a g e n t 和对等计算的基本原理，提出一个基于对等网络通 过移动a g e n t 来实现的计算平台m a p s 。m a p s 基于j x t a 平台设计的，与编程 语言、硬件系统无关，是开放式的。为了开发通用、灵活、高效的a g e n t 构件， 必须将a g e n t 的数据和功能分离。文中针对a g e n t 在p 2 p 网络中的应用，设计a g e n t 的基本结构。根据对a g e n t 安全性能的要求，文中对公开数据进行完整性验证， 私密数据采用双重加密的措施。这样既能提高数据的安全性，又不会降低加密的 效率。在动态分析对等网络中移动a g e n t 的运行过程时，根据a g e n t 的状态以及状 态的迁移，建立a g e n t 生命周期模型，研究a g e n t 的相关行为。为了提高移动a g e n t 系统的可靠性，本文设计了动态停靠主机机制，在移动a g e n t 通信出现故障时， 采用停靠主机来最大限度的保障数据、代码以及中间运行结果的完整性。双重命 名机制保证移动a g e n t 的精确寻址。 对等计算的关键性问题是对等主机之间的通信机制以及可用信息的查询算 法。m a p s 采用了与j x t a 一致的通信方式，由主机向系统中发布通告。通告采用 x m l 格式，其他主机获取通告，根据约定的形式进行通信。在查询信息时，借鉴 目前几种查询方式的优点，提出一种适合在对等网络中采用的双重索引查询 ( d d i ) 。查询是根据结点之间的有用性进行的，并且有用性也与主机节点间的最 佳路由有一定的关联。 m a p s 将移动a g e n t 技术、j x t a 通信机制以及对等网络查询机制综合在一起， 提供了一个无所不在的高性能计算的平台。 关键词：移动a g e n t ，对等网络，停靠主机，j x t a ，双重索引查询 a b s t r a c t a c c o m p a n yw i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to fh i g hp e r f o r m a n c ec o m p u t i n g ，t h e t r a d i t i o n a lc sm o d ec a n n o tf i tt h ed e m a n do fn u m e r o u sd a t ap r o c e s s i n g ，t h eh i 曲 p e r f o r m a n c ec o m p u t i n ga n du b i q u i t o u sc o m p u t i n gc a nb e r e a l i z e db yd i s t r i b u t e d c o m p u t i n gs y s t e m i tu t i l i z e st h er e s o u r c e so fp r o c e s s o ro nt h ei n t e m e ta n dc o m p l e t e s t h ep r o j e c te a c ho t h e r a sap a r to fd c s ，p 2 pc o m p u t i n gh a ss o m ep r o p e r t i e s ，s u c ha s h i g he f f i c i e n c yo fh o s ta n d t h ea g i l i t yo ft h es t r u c t u r eo ft h en e t w o r ki n f r a s t r u c t u r e t h e c o m p u t e r si n v o l v i n gt h ec o m p u t i n gc o r r e s p o n dw i t h e a c ho t h e ri nt h et r a n s p a r e n t e n v i r o n m e n t ；a c c o m p l i s ht h ew o r k ss u c ha si n f o r m a t i o nc o l l e c t i n g ，j o b sd e t a c h m e n ta n d d a t at r a n s m i s s i o n m o b i l ea g e n tc a r lc o m p l e t et h ea s s i g n m e n ts u c c e s s f u l l yb ym i g r a t i n gf r o mo n e c o m p u t e rt oa n o t h e ro nt h eh e t e r o g e n e o u sn e t w o r k t h eq u a n t i t yo fc o m m u n i c a t i o n w i l l b er e d u c e di fw ec o m b i n et h et e c h n o l o g yo fa g e n ta n dp 2 pc o m p u t i n g ，i ta l s oc a r l i m p r o v et h ec o n m a u n i c a t i o ne f f i c i e n c y , m a k e su s eo fn e t w o r kr e s o u r c e sa n da d a p tt h e c h a n g eo f t h en e t w o r ke n v i r o n m e n td y n a m i c l y b yd i s c u s s i n gt h ep r i n c i p l e so fa g e n ta n dp 2 pc o m p u t i n g ，t h i sp a p e rp r o m o t e sa p l a t f j r i l l m a p s ，w h i c hi m p l e m e n t e sv i am o b i l ea g e n tb a s e do np 2 pn e t w o r k m a p si sd e s i g n e do nt h ej x t ap l a t f o r m i ti si n d e p e n d e n to fs o f t w a r ea n dm i d d l e w a r e ， a n di so p e ns o u r c e s f o rd e v e l o p i n gt h ec o m m o n ，a g i l ea n dh i g he f f i c i e n ta g e n t c o m p o n e n t ，w em u s ts e p a r a t et h ed a t aa n df u n c t i o no fa g e n t i ts t a r t sw i t ha n a l y z i n gt h e p r o p e r t i e so fa g e n t ，a n dd e s i g n st h em a j o rs t r u c t u r eo fa g e n ta tt h eb a s i so fa p p l i n go f p 2 pc o m p u t i n g a c c o r d i n gt ot h er e q u i r e m e n to ft h es e c m r i t ya b o u ta g e n t ，i tv e r i f i e s t h ei n t e r g r a l i t yo ft h ep u b l i cd a t aa n da d o p t st h ed o u b l ee n c r y p t i o nm e c h a n i s mt ot h e p r i v a t ed a t a b yt h i sw a y , i tc a l li m p r o v et h es e c u r i t yo ft h ed a t aw i t h o u tr e d u c i n gt h e e f f i c i e n c yo f t h ed a t ae n c r y p t i o n a tt h et i m eo f a n a l y z i n gt h ea g e n t sa c t i o nd y n a m i c l y , w ec o n s t r u c tt h el i f ec y c l em o d e la c c o r d i n gt ot h ea g e n t ss t a t u sa n dt r a n s f o r m a t i o n s f o rt h es a k eo fi m p r o v i n gt h er e l i a b i l i t yo fa g e n ts y s t e m ，w ed e s i g nt h ed y n a m i c d o c k i n gh o s tm e c h a n i s i m ，i ft h ec o r r e s p o n d e n c eb e t w e e nt w oa g e n t si si nt r o u b l e ，t h e d y n a m i cd o c k i n gh o s tm e c h a n i s mc a nk e e p t h ei n t e r g r a l i t yo fd a t a ，c o d ea n d t h e m p t o a r yr e s u l t sm o s t l y t h ea g e n tc a l lb ea c c u r a t e l ya c c e s s e dw i t ht h eh e l po f d o u b l en a m es y s t e m t h em a j o rp r o b l e mo fp 2 pc o m p u t i n gi st h ec o r r e s p o n d e n c eo fp 2 pn e t w o r ka n d 西北工业火学硕士论文 a b s t r a c t h o wt o c a r r yo u t t h ei n f o r m a t i o nq u e r y t h ec o r r e s p o n d e n c em e c h a n i s mo fp 2 p c o m p u t i n gi st h es a m e a sj x t a t h eh o s t sp r o p a g a t et h ea d v e r t i s e m e n t si ns y s t e m ，w h i c h i sw r i t i e nb yx m lt y p e ，a n dt h eo t h e r sc a t c ht h ea d v e r t i s e m e n t sa n dc o r r e s p o n dw i t h t h ev e r yh o s t a c o o r d i n gt o t h eq u e r ym e c h a n i s m sc o m p l e m e n to np 2 pn e t w o r k c o m m o n l gw ep r o m o t ean e wm e c h a n i s mn a m ed i s t r i b u t e ds e a r c h i n gw i t hd o u b l ei n d e x ( d d d ，w h i c hi sc o m p a t i b l ya p p l i e do np 2 pn e t w o r k t h eq u e r y i n gi sb a s e do nt h e a v a i l i a b l i t yb e t w e e nt w on o d e s ，w h i c hh a v es o m er e l a t i o n s h i p sw i t ht h eb e s tr o u t eo f t w on o d e s m a p sc o m b i n e st h et e c h n o l o g yo fa g e n t ，j x t ac o r r e s p o n d e c em e c h a n i s ma n dp 2 p n e t w o r kq u e f i n g i tp r o m p t sap l a t f o r m ，w h i c hc a r l c o m p l e t et h eh i g hp e r f o r m a n c e c o m p u t i n ga n d c a r lb er e a l i z ee v e r y w h e r e k e y w o r d s ：m o b i l ea g e n t ，p 2 pn e t w o r k ，d o c k i n gh o s t , d x t a ，d d i 西北工业大学硕一学位论文 第一章引言 第一章引言 1 1互联网发展的过程 二十一世纪是信息技术的时代，互联网将成为信息时代的最重要的通信平台。 互联网最初的设计目标就是让网络上的计算机相互之间可以直接通信，由于后来 网络规模的扩大，“客户服务器”模型才逐渐成为占统治地位的计算模型。综观 整个互联网的发展的过程，按照信扈、资源分布和访问的方式可分为以下几个阶段。 第一代互联网通过全局共享的通信媒介来动态地访问远程信息。通过在文本 档案中建立指向其他信息源的链接，构成一个信息网络，通过h t t p 、f t p 、w a i s 等标准协议，使人们可以访问动态信息。但在这种模型中，信息网络是分片结构 的，存在着许多信息孤岛。 随着第一个网络浏览器m o s a i c 的诞生，互联网进入了第二个发展阶段 c s 、b s 阶段。m o s a i c 通过h t m l 和h t t p 的结合，屏蔽了信息获取的具体过程 和细节，首次提供了一个综合的图形化浏览器，促进了w w w 的形成。w w w 是 一个包括了网络服务器、网络门户和入口以及搜索引擎的信息基础架构。 在第二代模型中，内容驻存在服务器上，而不是在创建它们的设备上，这使 得可用信息源的覆盖范围无论是在质量还是数量上都下降了，与此形成对比的却 是w e b 上信息量指数级的增长。 “资源在哪里创建，就到哪里访问”的愿望推动互联网进入第三个发展阶段 分布式计算。大量的电子信息工具和新型连接方式的出现导致了一种新形式 的网络：动态分布式系统。分布式系统的出现给高性能计算和无所不在的计算 ( u b i q u i t yc o m p u t i n g ) 提供了基础，它们正在或即将改变我们的工作和生活。 作为分布式系统的一个分支，对等网络( p 2 p ) 的出现改变了互联网上阻w e b 服务器为中心的模式，网络中的连接设备都处于同等地位，它们既是客户机同时 吐l 是服务器，对等网络将最大限度地提高网络为人们带来的效益。市场咨询公司 f r o s t & s u l l i v a n 日前发表的一份报告称，在未来6 年内，p 2 p 在企业的应用将增长 0 0 倍左右，全世界仅i c q 的市场就可达到5 0 0 0 6 0 0 0 亿美元。市场调研公司 g a r t n e r 预测，随着越来越多的内容管理开发商提供p 2 p 产品，对等网络计算技术 企业级应用将在3 5 年内得到普及。 1 2 未来的方向与关键的技术 分布式计算和无所不在的计算极大的改变了未来的生活方式，第三代互联网 西北：r 业大学硕士学位论文 第一章引言 和微软的n e t 战略描绘了未来美好前景。我们的衣食住行将出现新的变化，可以 设想以下的一幕幕将会出现在我们的生活中。 a 是某i t 企业的一名员工，喜欢吃快餐，在下班前通过自己的桌面电脑发出 指令，让代理程序( a g e n t ) 自动在本市所有快餐店的服务系统中搜寻满足自己1 3 味并且价格适合的快餐品种，a g e n t 将搜索到的信息传送到a 的p d a 或手机等移 动数字设备中，此时，a 正处在上下班的车流人流中。a 再次通过a g e n t 向某快餐 店进行预订，然后驱车直奔目的地。 正逢上下班高峰期，交通频繁堵塞，a 通过p d a 中的a g e n t 与其他司机p d a 中的a g e n t 进行通信，了解各个街道的路况信息，查找去快餐店的最便捷的路线。 享受一顿美昧的快餐后，a 准备去“商场”看看，准备一份礼物，后天就是 妻子的生日。此时p d a 中的a g e n t 和商场的在线购物系统自动连接，查询所需购 买商品的一些信息。比较同一类产品之间的差别，并且根据储存在p d a 中的关于 a 的购物习惯和爱好信息，帮助a 选择合适的商品。商品选择好后，自动连接快 递公司的服务系统，安排快递业务。 在回家的路上，通过p d a 中的a g e n t 向家中互联的电器发出指令，控制它们 进行工作。例如，关上所有的窗户，将空调打开，让房间温度调整到合适的范围。 然后让热水器也工作起来，回家洗个热水澡。查看冰箱里面有什么食物，是否需 要购置一些食品，通过智能化冰箱的a g e n t 系统帮助选购，它将根据你的食谱来 决定需要储存那些食品。让智能电视机把正在直播的一场精彩的足球比赛保存到 家用电脑的硬盘中。 此外，在未来，人们还可以通过无所不在的互联网络，在家里办公，和公司 的同事协同工作，共享计算机中的文档和资料；在网络上开设自己的公司店铺； 以及通过网络中的虚拟世界进行一次数字旅游。因此，以后我们将生活在一个到 处充满信息的社会中信息无处不在，获取信息的途径是多种多样的，而且获得 的手段也变得十分智能化，重要信息和比较关注的信息由软件a g e n t 直接送到手 边。在不久的将来，对互联网产生深远影响的技术有网络分布式系统、对等网络 和智能化的移动a g e n t 技术【1 l 。尤其是面向对象的移动a g e n t 系统，将移动对象和 移动a g e n t 相结合，特别适合开发基于移动a g e n t 的分布式计算系统。 1 3 本文的选题背景、研究内容和篇章结构 1 3 1 目前的研究现状 目前a g e n t 技术的研究的领域非常广泛，包括了m o b i l ec o d e ( 移动代码) 、 i n t e l l i g e n tr o u t e r s ( 智能路由器) 、w e bs e a r c ht o o l s ( 网络搜索工具) 、r o b o t s ( ) l 器 人) 、i n t e r f a c e ( 接口技术) 等计算机科学的各个领域。 嗤北工业大学硕十学位论文第一章引言 移动代理在网络管理中的应用还处于研究阶段，离大规模的商业应用还有一 定的距离。国内外的许多大学、研究机构和企业纷纷投入大量的人力、财力研究 基于移动a g e n t 的网络管理系统。从已有研究的成果来，总体上可分为两大类： 移动a g e n t 理论的研究和移动a g e n t 在网络管理中的应用研究。其中，移动a g e n t 理论方面的研究比较成熟，且以移动a g e n t 平台的研究颇多。第一个移动a g e n t t e l e s c r i 眦是由g e n e r a lm a g i c 公司开发，虽然后来被o d y s s e y 取代，但是在移 动a g e n t 发展史上奠定了里程碑的意义。后来出现了r e c u r s i o n 公司的v o y a g e r ， d a r t m o y t h 大学开发的a g e n tt e l ( 已更名为d a g e n t ) ，i b m 开发的a g l e t s 以及 n e e r a nk a r n i k 等人开发的a j a n t a ，v + + 公司的g r a s s h o p p e r 。这些移动a g e n t 系 统有些基于解释语言开发的，有些是基于c o r b a 平台开发的，目前丌发的移动a g e n t 系统大部分基于j a v a 语言或在n e t 框架下开发的。 在国内关于移动a g e n t 的研究还处在初步阶段，研究成果很多。不少研究机 构和大学已经开发出简单的移动a g e n t 系统，例如中科院计算所的j m a t 、北京航 空航天大学的j m s a s 以及南京大学吕建等人开发的m o g e n t 等。 此外一些硕博士毕业论文也对移动a g e n t 在分布式系统中的应用作了一些研 究和探讨，其中有些提出可行的平台框架。如：武汉大学王先兵博士的基于对 等网络移动a g e n t 技术的a g e n t p 2 p 框架研究i l l 提出整个框架的模块划分，并且 给出各个模块主要功能的伪代码。 但是目前的关于移动a g e n t 研究的成果方面存在如下几个方面的问题。 1 对系统资源的控制缺乏充分的支持：没有好的策略来控制系统的资源，无 法限制处理机和内存资源的使用；无法将某一资源分配给特定的对象。 2 对象的引用得不到保护，没有严格的对象引用保护措旋，只能通过对象代 理来保护对象引用。 3 不提供对象所有权的引用，可以取消线程的执行，但是无法直接取消a g e n t 本身的执行。 4 无法实现执行状态的保存和恢复，无法恢复某个对象的全部执行状态，必 须依赖内在的属性值和外部的事件来判定对象的状态。 同时，基于移动a g e n t 实现的一些分布式应用系统，在初步实现移动a g e n t 应用在p 2 p 网络的部署时又不可避免的具有以下几个方面的不足之处。 首先，这些应用系统都可以为移动a g e n t 应用提供基本服务，但它们在安全 性，互操作性，标准化等方面还存在不足，在利用这些平台进行应用开发时，还 需要进步进行相关的研究。 其次，缺乏一个通用的开发系统来实现移动a g e n t 技术在不同的应用领域的 开发实践。由于不同的框架采用不同的开发系统，导致框架之间不能够相互访问 对方存储区域中有价值的信息。 西北t 业大学硕士学位论文 第一章引言 此外，这些应用框架对移动a g e n t 在p 2 p 应用中的还存在以下方面的问题。 例如：缺乏进行二次开发的接口，容错性、可靠性有待加强。 本文在分析国内外已有的移动a g e n t 应用系统的基础上，提出一个关于移动 a g e n t 技术在对等计算中的应用通用框架m a p s ( m o b i l ea g e n tb a s e do np 2 p s y s t e m ) ，该框架基于j x t a 平台来实现，研究的重点是如何将移动a g e n t 部署到 对等网络环境中去。包括分析a g e n t 的特点、功能，a g e n t 的状态变化、a g e n t 的 调度以及a g e n t 的安全机制，研究在对等网络环境下通过移动a g e n t 实现高效查询 的算法，并讨论整个m a p s 的安全性能。 1 3 2 本文的研究内容 本文的工作主要在以下几个方面： 1 提出基于j x t a 平台的移动a g e n t 技术在对等网络中应用的通用框架 m a p s 。 2 分析m a p s 中a g e n t 的生命周期，解释a g e n t 的运行流程。 3 给出a g e n t 的双层命名机制，解决移动a g e n t 寻址困难的问题。 4 设计a g e n t 的停靠主机机制，确保a g e n t 同步通信和异步通信的实现。 5 研究m a p s 系统的通信机制，以文件共享服务为例，设计了对等网络的查 找服务算法d d i 。 6 实现m a p s 系统的基本接口设计。 7 m a p s 系统的安全机制。针对系统存在的安全威胁，采用不同的安全策略。 1 3 3 文章结构安排 本文的篇章结构安排如下：第一章综述移动a g e n t 和p 2 p 技术，简述本文的 选题背景、研究内容。第二章是m a p s 系统整体框架，包括系统整体框架设计、 系统关键性技术阐述。第三章详细论述移动a g e n t 创建、运行环境、管理、维护， 分析a g e n t 状态周期。第四章论述m a p s 系统的通信机制，主要包括a g e n t 之间 的通信、a g e n t 系统之间的通信、a g e n t 系统和非a g e n t 系统之间的通信、p 2 p 网 络通信等。第五章从接口上描述系统功能、方法的实现。分别从a g e n t 系统及p 2 p 网络系统来实现系统接口。第六章是m a p s 系统的安全性论证，包括系统的安全 威胁分析、安全策略实施、可靠性研究。第七章总结论文的工作，对下一步工作 的作出展望。 4 西北工业人学硕士学位论文 第二章m a p s 整体框架 第二章m a p s 整体框架 本章提出一个在j x t a 平台下，基于p 2 p 网络的移动a g e n t 系统m a p s ，对 其进行分析，并详细介绍该系统的框架设计，阐述系统的关键性技术。 2 1m a p s 框架 用p 群 ) 、 厂， 主机i 妙 主m2 ； ：= ， ； ：= ； j 2 l l l ； 2 2m a p s 系统的相关技术 2 2 1 a g e n t 技术 1 软件a g e n t 软件a g e n t 是人工智能和计算机网络技术相结合的产物。上个世纪6 0 年代起， 传统的人工智能技术有了新的突破，开始致力于对知识表达、智能推理、机器学 习等领域的研究。将这些研究成果应用到计算机软件中，使得软件有了一定程度 的主动性、推理性，并在自主判断和行为选择上有了一定的智能性。 一般认为，软件a g e n t 是运行于动态环境的、具有高度自治能力的实体，它 能够接受委托并为完成指定的任务。软件a g e n t 具有自主性、主动性、智能性和 推理性几个特性。 软件a g e n t 在一定程度上模拟了人类社会的行为和关系，具有一定的智能性 并能够自主运行，向其软件实体提供相应得服务。软件a g e n t 具有极大的灵活性 和适应性，更加适合于开放、动态的网络环境，也能体现人类的社会职责。 2 移动a g e n t 2 0 世纪9 0 年代初，g e n e r a l m a g i c 公司在推出其商业系统t e l e s c r i p t 时第一次 提出了移动a g e n t 的概念，即一个能够在异构网络环境中自主地从一台主机迁移 到另一台主机，并可与其他a g e n t 进行资源交互的软件实体。移动a g e n t 是一种特 殊的软件a g e n t ，移动性是其区别于一般软件a g e n t 的特性，它可以在网络上从一 台主机自主地移动到另一台主机，代表用户完成指定的任务。 由于移动a g e n t 可以在异构的软硬件环境中自由移动，因此这种新的计算模 式能够有效的减少分布式计算中的网络通信量，提高通信效率，充分利用网络资 源，动态适应变化的网络环境，并具有良好的安全性和容错能力。 科北工业人学硕士学位论文 第二章m a p s 罄体框架 移动a g e n t 具有以下的一些基本特征。 身份唯一| 生 移动a g e n t 在同一的命名系统中应该具有唯一识别自己身份的名称。 移动自主性 一个移动a g e n t 可以根据任务的安排自主地从网络上的一个结点移动到下一 个结点，不受主机( 移动a g e n t 创建者除外) 和其他a g e n t 的影响，这是移动a g e n t 的基本特征。 运行连续性 移动a g e n t 必须能够在不同的地址空间中连续运行，即保持运行的连续性u 当a g e n t 转移到另一个结点上运行时，其状态必须恢复n a 一结点挂起时那一刻 的状态。 1 9 9 7 年对象管理小组( o m g ) 发起拟定了一个用于移动a g e n t 的标准，通过 通用对象请求代理( c o r b a ) 实现不同移动a g e n t 系统之间的交互，解决了不同的 移动a g e n t 系统之间的兼容性。目前移动a g e n t 技术的标准主要有：m a s i f ( m o b i l e a g e n ts y s t e mi n t e r o p e r a b i l i t yf a c i l i t i e s ) 和f i p a ( f o u n d a f i o nf o ri n t e l l i g e n tp h y s i c a l a g e n t s ) 。 2 2 2 对等网络( p 2 p ) 1 p 2 p 简介 p 2 p 网络技术的核心是网络中的每台主机既是服务器又是客户机，任何两台主 机之间可以建立直接的连接共享信息，并且主机之间无任何的从属和依赖关系。 这种技术改变了传统互联网中两台客户机之间不能直接连接，必须通过中心服务 器才能进行信息发布的缺点。p 2 p 计算系统完全是分布式的，有别于集中式的结构， 也有别于基于服务器的结构。 当前的对等是一种发展了的全新的对等概念，每台主机在完全透明的情况下， 通过备种各样的智能代理( a g e n t ) 之间的交互协作实现资源的收集、任务的分派、 信息发送等多项： 作。这种新型网络结构的特点有以下几个方面。 网络主机全域对等，每台主机既可以充当客户机又可以充当服务器。 网络体系结构灵活，主机自主进出网络。 高度智能处理功能，实现信息的透明交互。 网络中的对等主机自主管理本地信息资源的安全，识别友好和非法访问。 充分利用网络中各台主机的资源。 对嘲络交互能力和单一主机的性能要求较高。 9 西北工业大学硕士学位论文 第二章m a p s 整体框架 2 p 2 p 技术对网络的影响 p 2 p 技术对互联网的主要影响就是提高了网上信息资源的价值。d a v i dr e e d 做过专门的研究和分析1 ，假设采用3 种以下的网络法则来衡量p 2 p 技术带来的 网络效益。， s a m o f f 法则网络的效益与n 成正比； m e t c a l f e 法则网络的效益与，2 成正比； r e e d 法则网络的效益与2 “成j 下比。 其中，n 表示网络中对等设备的总数。 s a r n o f f 法则认为网络是一种广播媒介，大多数的接收者使用少数发送者的服 务。这样，网络给单个独立的设备提供的服务带来线性效益，即认为网络的效益 与月成正比。 而m e t c a l f e 法则认为网络是全互联的媒介，任何一个设备可以与其他”。1 个设 备进行通信，允许有n ( n 。1 ) 一n 2 个事务同时执行，所以网络效益与矿成正比。 r e e d 认为网络是群组媒体，整个网络可以有2 n n 1 2 “个群组，因此带来的 效益应该是与2 “成正比。 然而，p 2 p 针对s a m o f f 法则增加了发送者和接收者的数量，针对m e t c a l f e 法 则增加了p e e r 之间事务处理的数量，针对r e e d 规则增加网络中群组的个数。这样， 对等网络在各个方面都增加了网络的效益。 首先，在互联网上有成千上万台的服务器，数以亿计的客户机，而其客户机 大部分都是桌面计算机，拥有很强的数据处理能力，这样一种“不对称”的结构， 使得服务器疲于提供各种应用服务，而客户机则仅仅使用服务器提供的服务，浪 费了自身硬件上的优势，它们有快速的处理器、海量的存储器、宽带网络连接。 在p 2 p 中，如果让这些客户机都能提供可能的服务，让它们的计算能力、存储空 间和信息资源被其他的对等用户所共享，这种情况下，数以亿计( 1 0 8 ) 的对等的 计算机所增加网络的效益为：m e t c a l f e 法则( 1 0 8 ) 2 = 1 0 “，而应用r e e d 法则为2 1 0 。 由此可见将桌面计算机应用起来会带来巨大的网络效益。 此外，大量的嵌入式设备( 如智能手机、p d a 等) 加入到p 2 p 中来，人们通 过嵌入式设备来获得所需的信息。届时，数以亿计的嵌入式设备的加入使得p 2 p 的网络效益达到惊人的地步。 3 p 2 p 的主要应用 在p 2 p 环境下常见的应用主要有：计算机支持协同工作( c o m p u t e rs u p p o r t e d c o o p e r a t i v ew o r k ，c s c w ) 、分布式计算( d i s t r i b u t e dc o m p u t a t i o n ) 、文件共事( f i l e 丽北一i 业火羊硕士学位论文 第二章m a p s 罄f 率框架 s h a r i n g ) 、及时信息( i n s t a n tm e s s a g i n g ) 等。 计算机支持协同工作c s c w c s c w 指的是地域上分散的一个群体，借助计算机及网络技术，共同协作来 完成一项任务。它包括群体工作方式研究和支持群体工作的相关技术研究、应用 系统的开发等部分。通过建立协同工作的环境，改善人们进行信息交流的方式， 消除或减少人们在时间和空间上的相互分隔的障碍，从而节省工作人员的时间和 精力，提高群体工作质量和效率。目前，c s c w 的主要应用领域有远程教育、合 作科学研究、电子商务、电子政务、医疗应用。 分布式计算d c s 目前，分布式计算中最为热门的无非是网格计算。网格对现有互联网进行了 非常好的管理，它把分散在不同地理位置的资源虚拟成为一个空前强大的信息系 统，实现计算资源、存储资源、数据资源、信息资源、软件资源、知识资源和专 家资源等的全面共享。网格融合网络资源后，突破了计算能力、存储能力大小的 限制，所能提供的计算和存储能力远远超出我们的想象；其次是突破了地理位置 的限制，使得资源可以任意分布，而人们可以在任意地点获取整体能力；再有， 它打破了传统的共享协作方面的限制，使得“人一机”、“人一人”、“机一机”之 间可以进行任意的