（计算机应用技术专业论文）点对点分散式网络构架（peertopeer+computing）的研究.pdf

点对点分散式网络架构( p e e r t o p e e rc o m p u t in g ) 的研究 摘要 随着计算机和通信技术的迅速发展，相对于目前计算机网络中广 泛存在的客户机h i 务器模式，另一种计算模式点对点计算( p e e r t op e e rc o m p u t i n g ，p 2 p ) 逐渐流行起来。人们对该计算模式的关注， 完全是由于该模式的应用软件带给了用户全新的体验。 g n u t e l l a ，n a p s t e r 以及p 2 p 游戏的成功也推动了p 2 p 技术的迅速发 展。 基于p 2 p 应用程序使用不同的协议、不同的体系结构、不同的实 现机制，开发者使用不同的方法开发p 2 p 应用程序，没有统一的标准。 以此为切入点，对目前的一些产品作了分析研究，并对p 2 p 技术的发 展趋势作了预测；研究了s u n 公司提出的；x t a 技术。该技术的目的 是为p 2 p 的网络应用开发提供一个统一的平台。p r o j e c tj x t a 将开发实 现不依赖平台和语言的p e e rt op e e r 网络环境的框架。不过目前j x t a 很多部分尚不成熟，还无法作为开发平台使用。论文中结合p 2 p 的发 展以及网络技术的进步，分析了p x t a 作为网络统一平台的可能性。 本论文共分为六章。前两章主要介绍，分析了p 2 p 技术的特点， 总结了国内外的研究状况。对目前的p 2 p 应用软件进行了比较，提出 了目前存在的一些问题。三、四、五章主要对3 x t a 作了较深入的研 究。分析了j x t a 的体系结构和所定义的六种协议。并利用x t a 参 考实现进行了基本的网络编程试验，对j x t a 平台的点，点组，管道 等功能进行了测试开发。第六章总结了p 2 p 技术的机遇和挑战，并根 据前面的分析，提出了j x i a 在下一代移动信息产品上的发展方向。 关键词：点对点计算p 2 pj x t a t h er e a r c ho fp e e l 0 t 0 p e e rc o m p u t i n g a b s t r a c t w i t ht h e d e v e l o p m e n t o f c o m p u t e r a n dt e l e c o m m u n i c a t i o n s t e c h n o l o g y , an e w n e t w o r k c o m p u t i n gm o d e - - - p e e rt op e e rc o m p u t i n gi s b e c o m i n gm o r ep o p u l a r , w h i c hi sc o m p l e t e l yd i f f e r e n tf r o mt h ew i d e l y e x i s t e dc l i e n t s e r v e ra r c h i t e c t u r e s u c h s o f t w a r e sc a u s e d p e o p l e s a t t e n t i o nb e c a u s et h e yb r o u g h tn e w e x p e r i e n c et ou s e r s t h es u c c e s so f g n u t e l l a ，n a p s t e ra n dp 2 pc o m p u t e rg a m e sd i dg r e a tc o n t r i b u t i o nt ot h e r a p i dd e v e l o p m e n to f p e e r t op e e r c o m p u t i n g d i f f e r e n tp r o t o c o l s ，d i f f e r e n ta r c h i t e c t u r e s ，d i f f e r e n ti m p l e m e n t a t i o n s w e r eu s e di np 2 ps o f t w a r e sb yd e v e l o p e r s n op e e r - t o p e e rc o m p u t i n g s t a n d a r d sw e r es e tu p f r o mt h i sp o i n t ，t h ea u t h o rd os o m e e x p e r i m e n t o n s e v e r a lp r o d u c t s ，g a v es o m e c o m p a r a t i o na n da n a l i s y s ，p r e d i c tt h e 仃e n d s o fp 2 pt e c h n o l o g y s u n p r o p o s e d t h ej x t aa sac o m m o np 2 p p l a t f o r m t ou s e r s ，w h i c hi s i n d e p e n d e n tf r o mo p e r a t i n gs y s t e ma n d p r o g r a m m i n g l a n g u a g e b u tn o w ，t h ej x t aw e r en o tw e l l i m p l e m e n t e d s u mt h e a d v a n t a g e o fj x t aa n dt h ep o s s i b i l i t yo f x t aa sa u n i v e r s a l p l a t f o r m t h i sp a p e rc o n t a i n ss i xc h a p t e r s f i r s tt w o c h a p t e r sm a i n l yf o c u so n p 2 pt e c h n o l o g y ，p 2 pp r o d u c t sc o m p a r a t i o na n ds o m e d e f e c t s t h en e x t t h r e ec h a p t e r sa n a l y z et h ej x t a p r o t o c o l sa n da r c h i t e c t u r e s t h ea u t h o r p r o g r a m m e dt o t e s tt h ej x t a p l a t f o r m ，o np e e r ，p e e r g r o u pa n dp i p e f u n c t i o n t h el a s tc h a p t e rs u m s u p t h ec h a l l e n g ea n do p p o r t u n i t yo fp 2 p t e c h n o l o g y ，p r o p o s et h ej x t au s a g eo nm o b i l ei n f o r m a t i o nd e v i c eo f n e x t g e n e r a t i o n k e y w o r d s ：p e e r 一1 ；o p e e rc o m p u t i n g p 2 p j x t a 独创性( 或创新性) 声明 本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及 取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列 的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也 不包含为获得北京邮电大学或其他教育机构的学位或证书而使用过 的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 本人签名：蕊趟鲢露日期：磁：王，2 乏 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文 的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北 京邮电大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印 件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全 部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编 学位论文。( 保密的学位论文在解密后遵守此规定) 书。 保密论文注释：本学位论文属于保密在年解密后适用本授权 北京邮电大学硕士论文 点对点分数式尉络构架( p e e r t o t p e e rc o m p u t i n g ) 的研究 1 1p 2 p 技术的来源 第一章绪论 p e e r - t o p e e r ( p 2 p ) ，p e e r 在英语里有“同等者”和“伙伴”的意义。p 2 p 也就 可以理解为”伙伴对伙伴”的意思，或称为对等联网。简单的说，p 2 p 让人们通过互 联网直接交互。p 2 p 使得网络上的沟通变得容易、更直接共享和交互，真正地消除 中间环节。人们可以直接连接到其他用户的计算机，进行交流，交换文件等等，而 不是必须连接到服务器去浏览与下载。p 2 p 另一个重要特点是削落了现在互联网的 以大网站为中心的趋势，重返“非中心化”，并把权力交还给用户。但是，并不是要 消除这种状态。 最早的因特网应用就是实现计算机和计算机之间的对等通信，两者之间不需要 服务器来帮助他们建立连接。a r p a n e t 就是建立在把计算机作为对等方连结起来这 一概念之上，这也是a _ p a n e t 最大的技术突破之一。 从网络看，p 2 p 是互联网整体架构的基础。互联网最基本的协议t c p i p 并没有 客户机和服务器的概念，所有的设备都是通讯对等的一端。在十年之前，所有的互 联网上的系统都同时具有服务器和客户机的功能。当然，后来发展的那些架构在 t c p i p 之上的软件的确采用了客户机服务器的结构：浏览器和w e b 服务器，邮件 客户端和邮件服务器。但是，对于服务器来说，它们之间仍然是对等联网的。以e m a i l 为例，互联网上并没有一个巨大的、唯一的邮件服务器来处理所有的e m a i l ，而是对 等联网的邮件服务器相互协作把e m a i l 传送到相应的服务器上去。各个邮件服务器 之间也是对等的关系。 但是，p 2 p 既不是一种离散技术也不是一种单一的应用。长远看来，它不会取 代w e b ，也不意味着基于服务器计算的灭亡。p 2 p 就是一种考虑因特网应用程序怎 么工作和交流的新方法。 1 2 目前p 2 p 研究进展： p 2 p 应用程序给人们带来了新的体验，如g n u t e l l a ，n a p s t e r 以及p 2 p 游戏的 成功推动了p 2 p 技术的迅速发展。但是，当前p 2 p 应用程序基于不同的协议、不同 的体系结构、不同的实现机制准，开发者使用不同的方法开发p 2 p 应用程序，没有统 北京邮电大学硕士论文 点对点分散式隔1 e h 构架( p e e r - t o - p e e rc o m p u t i n g ) 的研究 一的标准。目前只有s u n 提出了一个p 2 p 的j x t a 计划，开创了建立对等网络统一平 台的思想；微软提供了一个p 2 p 软件开发工具包。 微软w i n d o w s x p p 2 p 软件开发工具测试版。这个编程工具旨在让软件供应商或 丌发人员更方便地开发在w i n d o w sx p 操作系统上运行的p 2 p 应用程序。 微软还计划在w i n d o w sx p 操作系统中建立p 2 p 应用程序编程接口。例如，使 用计划中的应用程序编程接口，w i n d o w sx p 操作系统允许在一个网络中的设备自 动找到其它设备并且进行相互交流。 微软表示，在这个开发工具中，微软还改善了w i n d o w sx p 系统中的一个重要 的数据传输协议，也就是i p v 6 协议。对i p v 6 协议的改善将有助于编程人员制作跨 越公司防火墙的p 2 p 应用软件或者适用于手机的p 2 p 应用软件。 s u n 公司的p r o j e c tj x t a 开发实现不依赖平台和语言的p e e rt op e e r 网络环 境的框架。不过目前j x t a 才起步伊始，很多部分尚不成熟，还无法作为开发平台使 用。j x t a 技术旨在建立各个p 2 p 网络应用的通用的标准平台，使p 2 p 应用和服务之 间可以互通信息。它在现有的网络基础上建立了一个虚拟网络，隐藏了底层网络拓扑 结构的细节，同时虚拟网络的建立使对等体的发现、自组织、网络资源的发现等更加 标准化。j x t a 技术提出了分布式网络的一种全新的设计模式，它为计算机网络的发 展、网络资源的有效利用提供了一个新的方向。 1 3 研究的目的及意义： 当前p 2 p 应用程序基于不同的协议，开发者使用不同的方法开发p 2 p 应用程序， 通用性很差。但是，p 2 p 应用程序如g n u t e l l a ，n a p s t e r 以及p 2 p 即时通信，游戏的 成功也推动了p 2 p 技术的迅速发展，也推动了通信技术的发展。 s u n 公司的p r o j e c t j x t a 将开发实现不依赖平台和语言的p e e rt op e e r 网络环 境的框架。j x t a 技术旨在建立各个p 2 p 网络应用的通用的标准平台，使p 2 p 应用和 服务之间可以互通信息。它在现有的网络基础上建立了一个虚拟网络，隐藏了底层网 络拓扑结构的细节，同时虚拟网络的建立使对等体的发现、自组织、网络资源的发现 等更加标准化。j x t a 技术提出了分布式网络的一种全新的设计模式，它为计算机网 络的发展、网络资源的有效利用提供了一个新的方向。 1 】 应用p 2 p 技术的互联网产品正在迅速开辟出一块新的互联网应用市场，例如i c q 类的即时信息工具不仅创立了一个巨大市场，而且正在多方向地向外扩展，比如在 移动通信市场，i c q 产品的多信息格式( 文字、语言的支持) 和即时性，可以为常 规通信增加信息内容( 文字、图片) 和通信对象( 网上i c q 用户) 。 4 北京邮电大学硕士论文 点对点分散式网络构架( p e e r - t o - p e e rc o m p u t i n g ) 的研究 另一方面，i c o 的使用也会使部分用户放弃e m a i l ，侵蚀e m a i l 市场。n a p s t e r 类的文件共享型p 2 p 产品开拓出网上文件传播的新途径，用户不仅可以进行搜索和 下载这样的操作，同时也可以方便地将自己的文件提供给其他用户，傲到了基本的 双向交流。 由于p 2 p 技术方案不同于客户机月艮务器方式的特性，可以在许多方面弥补客户 机朋艮务器方式的不足，p 2 p 产品将建立互联网上的一种新的应用模式，将来用户不 仅在p c 装有浏览器，而且还有数种p 2 p 软件来实现新的互联网应用。p 2 p 技术的发 展前景十分广阔，这也是研究p 2 p 的意义。 1 4 研究的内容及目标： 现在的p 2 p 网络应用开发尚处在初期，没有统一的标准。p 2 p 计算模式将会同客 户服务器计算模式并列存在，功能上互相补充，共同促进网络计算模式的巨大变 革。 p 2 p 要被广泛接受还有两个问题需要解决： 第一个就是地址空间的问题，需要建立简单而唯一的地址空问。 第二个则是如何表示复杂的数据信息。在企业中应用，如何表示复杂的数据将 是关键问题，问题的一个可能的解决方案是x m l 标准。 s u n 公司提出的j x t a 则致力于创建一个通用的平台，以简单而有效的方式构建特 定的对等式和分布式服务与应用，使得开发者不需要过多考虑如何解决对等计算的 技术问题，而可以专注于如何实现与完善可扩展、互操作性强且具有高可用性的高 层应用。j x t a 工程为其上层的p 2 p 应用程序提供下层根本的、必须的、通用的p 2 p 基 础构造块。这些基础构造块由一系列协议构成。3 x t a 协议不依赖于任何编程语言， 独立于操作系统平台，不受下层的网络传输协议限制。总之，j x t a 技术的目标是网络 编程和计算的平台，用以解决现代分布计算尤其是点对点( p 2 p ) 计算中出现的问题。 该课题要研究当前的p 2 p 应用，分析j x t a 体系结构，尝试对j x t a 应用模块做测试 开发，并对p 2 p 技术的发展趋势作出预测，以及j x t a 的应用前景做出分析。 北京邮电大学硕：论文点对点分散式网络构架( p c c r 4 0 p e e rc o m p u t i n g ) 的研究 2 1 p 2 p 技术优势 第二章p 2 p 技术 目前i n t e r n e t 网络中广泛存在的客户i l l 务器的网络体系结构，每加入一个客户 中心节点服务器的压力也随着增大，服务器就会交得更加脆弱一些，中心节点处会 产生计算资源瓶颈和带宽瓶颈，它的崩溃，将导致整个网络的瘫痪。而i n t e r n e t 上大 部分客户计算机却几乎处于空闲状态。 如何合理利用那些闲置的处理资源和其它末蹋的带宽，同时防止瓶颈问题，p 2 7 计算模式提供了较好的解决办法。在p 2 p 网络中，每台机器都运行特定的程序来了 解、提供信息，并向其邻居请求数据或服务。相邻节点即可为请求提供服务，也可将 请求再中转传递给其它邻居。这样，数据存储、处理能力和带宽等都以一种完全分散、 异步的方式运行，各种负载可以得到合理的均移和平衡。 目前互联网主要技术模式是s c ( c l i e n t s e r v e r ) 方式，此方式要在互联网上 设置拥有强大处理能力和大带宽的高性能计算机，配合高档的服务器软件，再将大 量的数据集中存放在上面，并且要安装多样化的服务软件，在集中处理数据的同时 可以对互联网上其他p c 进行服务，提供或接收数据，提供处理能力及其他应用。对 于一台与服务器联机并接受服务的p c 机来说，这台p c 机就是客户机，其性能可以 相对弱小。而p 2 p 技术的特征之一就是弱化了服务器的作用，任意两台p c 互为服务 器，同时又是客户机，两台p c 之间是对等的。 下面是p 2 p 与s c 方式的一些比较：s c 方式造成互联网络上的集中，无论信 息资源还是成本资源均向同一方向集中，这样的模式符合一对多、强对弱的社会关 系形式，如政府对个人，学校对学生，企业对职工等等关系。所以s c 方式是符合 市场需求的。p 2 p 方式将导致信息数量、成本资源都向互联网各点均匀分布，也就 是所谓“边缘化“的趋势。此模式符合“一对一”的特点，以及彼此相当的社会关 系形式，如个人对个人，规模相当的企业之间，等等，这也是符合市场需求的( 如 i c q ) 。所以这两种方式会共存，有关p 2 p 即将替代s c 模式的说法是不成立的。p 2 p 有其独特的市场空间，是现有互联网应用的补充。 p 2 p 技术与现有互联网技术比较： 6 北京邮电大学硕士论文点对点分敲式网络构架( p e e r - t o - p e e rc o m p u t i n g ) 的研究 n ；犷厂：啄 一一鬻磕夏f 厂爵_ 厂善一 一一一一一穗霭赣弼一一r 1 广厂爵一 1 一聂摇蚕蓟f 一1 f 厂i f 一 数据即时洼( 传输速度) l好 l差 1 甄羁疆豫一f 厂孬r 一 数据更新i 好l 差 一一 一一致狺质董了驿日盯一厂弋r 一厂1 f 一 一1 国鞠霭瘁稻霸盯丽覆厂一广j f 一厂爵一 + 一一1 瞎丽幂蕊r 厂并一厂薯一 。一一甄丽霾酹砸臣厂r 厂弹一 2 2 本课题国内外研究概况 表2 1 p 2 p 软件从世界范围来看，正处在一个起步阶段，标准规范都没有制定，成功 的产品也比较少。s u n 、m i c r o s o f t 、i n t e l 等世界著名i t 公司都号称自己投入开发 并已经应用。 2 中国开发p 2 p 软件的几家公司，基本也都是规模比较小型的软件公司。国内对 等网络市场从2 0 0 0 年开始启动。目前，国内的应用主要有2 个方向：文件共享和即 时通信。国内p 2 p 软件在人性化设计，稳定性，实用性方面还有明显的差距。 目前，p 2 p 技术的应用研究主要集中在以下五个方向： 一、资源、信息共享与管理技术。 最简单的应用，可以让任何两个终端用户直接的交换文件，其实就是n a p s t e r 所实现的功能。p 2 p 的热潮就是由文件共享应用引发开的。 第一代的文件交换服务以n a p s t e r 独领风骚，其技术是建立一个大型的集中化 索引，对网络上所有的可用资源保持追踪。第二代的分散式服务以g n u t e l l a 和 f a s t t r a c k ( 即k a z a a 的底层技术) 为代表。他们改为在电脑间发送搜索的请求，一 直到找到文件为止，然后再将信息传回搜索者的电脑。这种技术一开始相当不便， 特别是数以百万计的搜索要求在网络上的每一台电脑间来回发送时，在尖峰时段往 往造成网络拥塞。 第三代的p 2 p 网络则是以e d o n k e y 及m o r p h e u s 为代表，此外 还有一些较小的独立软件开发商，他们让这个工具比以前更为分散化。利用“分散 式杂凑表”的方法，基本上是对网络上某特定时刻的文件进行快照( s n a p s h o t ) ， 然后将这些信息分散到整个网络里。为了找到特定的文件，搜索的要求先到达网络 7 北京邮电大学硕士论文 点对点分散式网络构架( p e e r = t o p e e rc o m p u t i n g ) 的研究 上的任何一台电脑上，然后这台电脑就会再将它转到另一台有更多文件信息的电脑。 第三台电脑可能就拥有文件本身或者也可能再继续转到其他有正确信息的电 脑。整个过程有点像在照线索循序问路而找到正确方向，而不是路上随便到处抓人 在问路。而每个地方里的网络相关信息，则会随着电脑及文件的加入而持续更新。 二、即时通讯。 诸如o i c q 、i c q 等在线聊天的软件，越来越多的企业采用它和其他互联网用户 进行关于业务问题的实时交谈。两个或多个用户使用文字、语音或文件进行交流， 快速、直接，易于同非p c 网络设备( 如p d a 、手机) 通信，而且它不依赖设备即可 辨别用户。由于利用p 2 p 技术可以弱化中央服务器的依赖，这样的通信更接近非互 联网通信模式。 5 三、协同工作。 p 2 p 计算系统中的协作分为两个层次：底层为应用程序之间的协作，高层为用户 行为的协作。p 2 p 技术用于协同工作方面，国内公司也已经开始尝试。国内许多公 司机构日益分散，给员工和客户提供轻松、方便的消息和协作的工具，变得日益重 要。p 2 p 技术可以帮助企业和关键客户，以及合作伙伴之间建立起一种安全的网上 工作联系方式，因此基于p 2 p 技术的协同工作目前受到了极大的重视。 四、协同计算。 可连接几千或上万台p c ，利用其空闲时间进行协同计算，完成一些只有大型计 算机才能完成的工作。和网格技术有类似之处。 五、搜索引擎。 传统的搜索引擎技术受到信息文档格式和宿主设备的限制，搜索的内容有很大 的局限性。p 2 p 专用网上的数据搜索与现在互联网中数据存在中央服务器的情况有 所不同，必须要考虑动态地将当前p 2 p 网络中各个p e e r 的内容进行收集，并且要有 效地向用户传递。p 2 p 技术使用户深度搜索文档成为可能，可以有效的发掘网络资 源。目前的缺点是，p 2 p 网用户中相当数量在联网方式上不同，专线、拨号、宽带、 窄带都会碰到：联网的时间可以一个是2 4 小时在线，而另一个完全可能仅联机几十 分钟：使用的操作系统也不一定相同。 六、游戏软件。 目前，许多网络游戏均是p 2 p 方式的，尤其是那些双人及多人对弈游戏，多附 带在其它p 2 p 软件之中。 北京邮电大学硕士论文点对点分教式网络构架( p e e r - t o - p e e rc o m p u t i n g ) 的研究 2 3 现有p 2 p 产品的比较、分析 目前国内用户最常用的即时通信软件中，腾讯q q 以7 0 的使用率遥遥领先。 并且q q 用户数一直在不断攀升，2 0 0 4 年1 2 月初，q q 的最高同时在线用户数达到 了9 3 0 万。分析认为，2 0 0 5 年腾讯q q 的主导地位依然难以动摇，但由于多家巨头 插手即时通信市场，q q 的垄断性份额将有所减少。 即时通信市场中，两款主要聊天软件的比较： 最小化语音、 软件大收费情稳定聊天模式防火墙后 软件名称版本外观安全性内存视频聊 小况性内存占用传输文件 占用犬 遭人破坏可 2 0 0 3i i注册收 腾讯q q 7 1 7 8 m b华丽 能性大，以较差 3 4 2 , y b7 6 6 m b 可以不可 b e t , a l费 为有利可图 m s n6 1可以( 速 4 9 6 3 m b 免费 清爽安全性强强l 7 0 船1 0 6 2 m b可以 u e s s e n g e r b e t a l 度慢) 表2 2 市场份额仅次于q q 的是m s n 。微软已经决定将m s n 在中国作为一个独立品 牌单飞。微软的策略在于，它将m s n 与w i n d o w s 捆绑。事实证明，m s n 已经开始 蚕食腾讯q q 的市场份额，其偏重商务应用的定位，m s n 成为企业职员们相互通信 的首选工具。从2 0 0 4 年1 2 月3 日开始的4 5 天时间里，微软第一个中文公开测试版 m s n m e s s e n g e r 7 0 共下载1 5 0 万次。 在页面访问量、在线用户数、用户忠诚度等很多要素上，即时通信都让门户网 站感到惊惧。各大门户网站同样无法稳坐钓鱼台，纷纷推出自己的即时通信产品。 网易隆重推出“网易泡泡”即时通信软件，并以免费发送短信作为诱饵，在短短 几个月时间里迅速形成了一千多万的注册用户群。网易把网易泡泡的用户群定位在 办公用户和中小企业商业用户上，已有的1 7 亿注册用户是网易的先天优势。 新浪在斥资近两亿元收购了朗玛u c 之后，对于自己在用户资源方面的优势也 非常自信：“新浪拥有强大的品牌影响，以及庞大的忠实用户群，而朗玛u c 则具有 创新的内容服务和领先的技术基础。” 雅虎借邮箱扩容之机，也顺势推出雅虎通，在邮箱扩容的背后，隐藏着争夺即 时通信市场的远大计划。“雅虎通”正在借助网络游戏等多方平台进彳亍扩张。 一款另类的即时通信产品i m u ( 中文名为即时通) 也开始兴起。i m u 基于开放 北京邮电大学硕士论文 点对点分散式网络构架( p e e r - t o p e e rc o m p u t i n g ) 的研究 式的技术架构，它的最大特点就是可以集成q q 和m s n 。在这个软件上，i m u 上 的用户可以同时与注册的q q 、m s n 好友聊天，这是i m u 可以迅速聚集起大量用 户的杀手锏。而i m u 的合作伙伴可以基于这套即时通信平台，结台自己网站的特点 和业务模式，进行二次开发，面向最终用户提供拥有自身特色的应用服务，进而取 得收益。 除了以上这些，对2 0 0 5 年即时通信市场，电信运营商已经开始介入。中国电信 广东省公司正在全省范围内测试一款杀手级的即时通信软件，名叫“c a l l m e ”，中 文为“烤米”。“烤米”基本的产品平台功能已经具备，除了具有与q q 、m s n 同样的 文字互发、文件传输、视频等功能外，还能提供与固定电话、小灵通间的话音业务 的互通。由中国网通主导的即时通信工具“天天即时通”已经由该公司旗下的宽带门 户网站一天天在线”正式推出，这一软件几乎兼容现有全部即时通信软件。中国 移动和中国联通也在着力打造即时通信平台。 文件共享领域： 国内发展较为迅速的是一款名为o p ( o p e n e x t ) 的p 2 p 文件共享软件。该软件主要 向用户提供以影视、音乐为主的互动性娱乐服务，据称到目前为止该软件己聚集了 近3 0 0 万的收费宽带网络用户，并宣称在2 0 0 3 年1 1 月即已盈利。同时市场上同时又 出现了近l o 种p 2 p 软件，这一定程度上预示p 2 p 软件将伴随宽带网市场的发展迎 来第二波发展高潮。 欧美p 2 p 用户数量巨大，其中最大的p 2 p 软件k a z a a 用户以亿级别计算，同时 在线用户超过百万。作为一款英文软件，k a z a a 具备全球范围内的使用可能：同时 英语语言区域的庞大宽带网络用户群体也使该软件拥有了可观的注册用户和在线用 户：另外类似的娱乐文化背景和相关政策也推动了该软件平台的发展。 3 】 2 4p 2 p 中的关键技术： p 2 p 是一种基于互联网环境的新的应用型技术，主要为软件技术。 ( 1 ) 对于互联网上众多计算机，p 2 p 应用比其他应用要更多考虑那些低端p c 的互 联，它们不具备服务器那样强的联网能力，同时对于以往的p 2 p 应用技术，现在的硬 件环境已经更为复杂，这样在通信基础方面，p 2 p 必须提供在现有硬件逻辑和底层通 信协议上的端到端定位( 寻址) 和握手技术，建立稳定的连接。涉及的技术有i p 地 址解析、n a t 路由及防火墙。 ( 2 ) 在应用层面上，如果两个p e e r 分别代表两家不同的公司，而且它们已经通 过互联网建立连接，那么一方的信息就必须为另一方所识别，所以当前互联网上关 o 北京邮电大学硕士论文点对点分散式网络构架( p e e r - t o p e e rc o m p u t i n g ) 的研究 于数据描述和交换的协议，女i x m l 、s o a p 、u d d i 等都是一个完善的p 2 p 软件所要考虑 的。 ( 3 ) 有通信就要有安全保障，加密技术是必须要考虑的。 ( 4 ) 如果存在中心服务器，管理控制可能更容易实现。对于无中心服务器的p 2 p 应用，如何对p e e r 进行管理控制，如何控制网络规模，如何提高p 2 p 网络的性能等， 都需要仔细考虑。 2 5p 2 p 存在的问题 2 51 、版权问题 n a p s t e r 止人们开始关注p 2 p ，但也使得许多人认为p 2 p 就是歌曲交换、文件交换， 甚至认为p 2 p 和盗版有着必然的联系，尤其是n a p s t e r 的败诉更加强了人们认为p 2 p 就是盗版的认识。实际上这是对p 2 p 最大的误解。 p 2 p 肯定会对原有的版权体系造成很大的冲击，但这是技术创新的力量。而事 实上，也正是每一个技术进步带动着社会的前进，带动着人们的生活方式、社会体 制、法律法规的更新与进步。我们不能因为现有的某些习惯、体制而扼杀技术创新 带来的进步。现在，我们又面临一场新的技术革命p 2 p ，我们对其应该有更为清 醒的认识。【6 我们也应该看到，保护版权对p 2 p 共享软件并非就是坏消息。n a p s t e r 的败诉对 其也有积极的一面。表面上看，n a p s t e r t 输t 官司，但这也意味着其商业机会的出现。 在此之前，n a p s t e r l 向用户收费似乎很困难，但法庭判决之后它只能与唱片公司合作， 对有版权的音乐向用户收费。这种情况下，用户的观念也在慢慢改变，因为不可能 永远免费下载m p 3 ，只要价格合理，服务到位，用户是能够接受付费下载的。 25 2 、带宽问题 n a p s t e r 用户的增长速度是惊人的，但国内p 2 p 软件的用户增长似乎没有这么快， 究其原因，带宽是最重要的制约因素。有用户反馈，两个均使用5 6 k 调制解调器的 用户之间传送一首4 兆左右的i v l p 3 需要十多分钟，这种速度很多人难以忍受。这也使 得大容量的视频文件更难以传送。另外，p 2 p 会占用别人的带宽，这在国内用户带 宽不足、上网费高的情况下，p 2 p 软件的用户市场自然就不如美国那么好。 北京邮电大学硕士论文 点对点分散式网络构架( p e e r - t o p e e rc o m p u t i n g ) 的研究 2 5 3 、安全与管理 无论是p 2 p 的企业用户或是个人用户，安全性与可管理性是首先要考虑的问题。 个人用户担心别人下载自己的东西时，是否能够进入非共享的目录：自己下载别人 的东西时又担心会不会传染电脑病毒。对以娱乐应用为主的p 2 p 用户来说也许安全 问题并不重要，但对企业用户就不一样。由于涉及到一些商业机密文件的传输，安 全问题就非常重要。对于那些想利用p 2 p 技术构建企业内部通讯系统的公司来讲， p 2 p 网络的安全与管理也是最大难题。 当然，除了上述问题外，p 2 p 技术应用所面临的困难还包括标准问题。在国外， i n t e l 、s u n 、m i c r o s o f t 等公司都在制定自己的标准，国内公司目前还处于初步市场竞 争阶段，我们期望国内的公司在p 2 p 领域内尽快成熟起来，建立我们自己的市场标 准。 7 】 2 6 相应的对策 解决版权问题，首先需要大家解放思想。我们应该认识到，p 2 p 软件作为技术创 新，对传统的唱片、图书、软件等市场肯定会带来冲击，但这种冲击并非毁灭性的 打击，而是带来了更多的机会。当初复印机、传真机、录像机等新产品出现时，都 对原来的市场格局产生了很大的冲击，一些快速适应变化的厂商生存了下来，而且 得到了更大的发展。p 2 p 也是这样，新技术带来新模式，对传统的唱片、软件业厂 商来说，扼杀这种创新是不明智的，最好的方式是尽快利用这种技术，在新市场中 尽快占据自己的位置，否则不是新技术毁灭了自己，而是自己没有适应变化。所以， 让传统厂商恐惧的不应该是p 2 p 这些共享软件，而是自己没有很好地利用它，在即 将到来的数字产品市场中失去了机会。贝塔斯曼首先退出起诉联盟而与n a p s t e r 结 盟，实是明智之举，同时对其他唱片公司也是一个警钟。 创新与法律管制这两方面是相辅相成的。p 2 p 的支持者强调技术创新的重要性， 法律保护不应遏制技术进步。实际上，有关网络传播中知识产权保护的立法和援用 案例都非常少，并且都跟不上时代的发展。而技术创新的趋势旱已在世界各地达成 共识，这股潮流谁都阻挡不住。因此，我们更应当强调网络版权立法与法律保护。 在我国，政府已经在积极推动相关数字版权的立法。 p 2 p 在美国的发展受阻给我们带来了许多教训与借鉴。p 2 p 技术厂商与传统厂商 一开始就针锋相对，这样不利于整个行业的良性发展。因此，国内传统厂商应该看 至f j p 2 p 带来的新市场，积极与p 2 p 技术厂商合作。p 2 p 公司也应该积极与传统厂商及 北京邮电大学硕士论文点对点分散式网络构架( p e e r - t o p e e rc o m p u t i n g ) 的研究 相关立法部门合作，保护知识产权，为自己的发展创造良好的环境。在共赢的前提 下解决版权问题。 带宽问题的解决需要宽带厂商与p 2 p 技术厂商积极合作。越来越多的厂商意识到 了“最后一公里”的重要性。中国电信、广电、长城宽带等公司都在积极推进宽带的 建设。a d s l 、h f c 、l a n 入户等解决方案都已形成一定的市场。然而路铺好了， 下一步就是做什么的问题。p 2 p 无疑是一个很好的应用思路。在宽带的基础上构建 p 2 p 的应用更加方便，而应用不仅仅限于娱乐，将来基于p 2 p 的远程办公、对等计算 等应用都可以开展。 安全与管理问题的解决。一项技术从出现到应用有一个过程，p 2 p 技术也是这样。 f 2 p 技术是在个人用户中首先开始应用的，企业则期待较为成熟的技术，因为企业 更关注安全、管理等问题，所以p 2 p 在国内应用于企业还需要一段时间。 国内的多家公司已经开始了p 2 p 技术的推广。同时，p 2 p 技术也正在和安全技术， 如身份认证、数字签名、防病毒技术等结合，这些改进将推动p 2 p 技术的成熟。 北京邮电大学硕士论立点对点分散式髓络掏桨( p e e r - t o p e e rc o m p u t i n g ) 的研究 第三章j x t a 概述 p r o j e c tj x t a 开源项目是业界领先的p e e r - t o p e e r 网络平台，最初由s u n m i c r o s y s t e m s i n c 发布，有来自研究机构和业界的专家参与设计的，并且参与的人现 在也越来越多。 在谈到对等网络( p 2 p ) 计算时，涉及到的似乎只是共享音乐或使用即时消息服 务。这些应用领域确实代表了该技术的成功实施，但是忽视了对等网络技术的真实 潜力以及巨大的商业利益。对等网络技术允许网络上的设备在平等的基础上相互进 行通信。它使各种资源在网络内得到充分利用，包括文档、源代码甚至是实际计算 设备本身。 在s u n 的带领下，已有商业应用程序开始利用开放源代码p r o j e c t7 x t a 对等 网络技术。这些应用程序都超出了基本文件共享和消息服务的范畴，以协作型内容 提供与服务分派形式带来了真正的商业利益。随着j x t a 的推出，各家公司将获得 一种企业就绪性p 2 p 平台，使其应用程序达到更大的可伸缩性和更高的性能。 j x t a 可以为企业带来哪些好处昵? 例如消息服务与资源共享以及前面提到的 部署，另外p 2 p 应用程序在协作、内容提供和分散化方面也非常成熟。j x t a 技 术为开发人员提供了工具，使他们建立的网络应用程序能够在高度动态的环境中蓬 勃发展。“没有哪种应用程序能够做到如此出色，但是只要在某些方面具有以下特 点，就能让应用程序适用于j x l - a 技术。” 这些特点包括以下条件： 不需要或不可能实现中央化。 需要充足的适应能力。 - 需要极高的可伸缩性一各个端可以分担网络上的超大负载量一网络上的 端越多，p 2 p 解决方案就显得越有价值。 一 关系只是短暂性的。 - 资源高度分散。 。t x t a 的目标：第一是解决众多p 2 p 系统互不相通的问题。p 2 p 发展的背后是许 多小公司用自己的封闭系统试图在i n t e r n e t 上圈一块地。s u n 认为，只有互通才能 真正发挥出p 2 p 的优势。就好像t m ( i n s t a n tm e s s a g i n g ) ，能互联的人越多，越有 价值。所以s u n 决定出面发布一个平台，使所有p 2 p 系统都能连接起来。只有s u n 这样位置中立、但在技术上的雄厚实力被大家认可的公司才有希望做成这平台。 北市邮电大学硕士论文点对点分散式网络构架( p e e r _ f o p e e rc o m p u t i n g ) 的研究 如果一个小公司想把自己的p 2 p 系统做成平台，想得到其它p 2 p 公司的认可几乎是 不可能的。 j x t a 的另外一个目的就是找寻一套数量最少，概念最简单的系统构成的组件 ( c o m p o n e n t ) 。如果成功，这些组件就会是今后大家构架信息系统的基本模块，从而 帮助人们摆脱像w i n d o w s 或t c p i p 这样的传统上带来的包袱。 3 1 为什么要使用j x t a 虽然目前已经有了许多的p 2 p 应用系统，但是从研究的角度来讲，s u n 公司于 2 0 0 1 年推出的j x t a 技术无疑是进行p 2 p 研究的有力工具。j x t a 名称的含义代表 j t e ( t a p o s e 工程，j u x t a p o s e 的含义表示并列，j x t a 并不认为i n t e r n e t 或者i n t e r a c t 中 现有的c l i e n t s e r v e r 计算模式会消失或被取代。相反，j x t a 将作为一种补充与这些 技术共存，并最终给这些用户带来超值的体验。 p r o j e c tj x t a 协议在互联网和非口网络之上构造了一个虚拟网络，允许p e e r 之 间直接的交互。不依赖于他们所在的网络结构进行自组织。p r o j e c tj x t a 能够让应 用开发者设计适合网络应用需要的网络拓扑。p r o j e c t j x t a 为组建p 2 p 虚拟网络提 供了一组通用的协议。 图3 - 1j x t a 虚拟网络 p r o j e c tj x t a 使所有的p r 独立于软硬件平台，连接到其他的p e e r 。p r o j e c tj xa 被设计成独立于设计语言( 例如c 或者j a v a 编程语言) ，系统平台( 例如m i c r o s o r w i n d o w s 或者u n i x 操作系统) ，网络协议( 例如t c p i p 或者b l u e t o o t h ) 。p r o j e c t 北京邮电大学硕士论文 点对点分散式网络构架p e r t - t o p e e rc o m p u t i n g ) 的研究 j x t a 可以用在任何有网络心跳的任何设备，包括传感器，消费电子产品，p d a ， 家用电器，网络路由器，个人电脑，服务器和存储系统。 第一版即p r o j e c tj x t a1 0 在2 0 0 1 年四月发布，已经具备了基本的功能。j x t a 2 ，0 它利用流行的、基于j a v a 的参考实现作为构建基础。参考实现作了很大的改进提 高j x t a 网络的性能和可量测性。例如设计方面进行了重要的修改，以获得更高的 性能、海量伸缩性和可维护的p 2 p 网络。加强了中继和集合点的性能以及和边缘 p e e r 的交互能力。 3 2j x t a 中的概念 点( p e e r ) ：虚拟的通