P2P研究背景现状目的及意义.doc

p2p研究背景现状目的及意义1 研究背景11 p2p综述 随着互联网的发展，人们对网络服务的要求越来越高。而传统的客户机/服务器模式中，网络服务主要由服务器提供，每台服务器可能面对大量的客户机。随着请求服务的客户机数量不断增加，服务器所需资源也要相应增加，所以服务器提供的服务会受其自身能力的限制。虽然如此，但这个模式却很好的推动了互联网的发展。目前绝大多数的网络应用都是基于这个模式，但是硬件的高速发展，个人电脑的cpu性能和存储空间大大提高，网络中的数据开始从“中心”向“边缘”迁移，这种模式已不能满足人们的需要。如何消除服务器为中心的网络瓶颈，尽可能利用网络边缘空闲的资源，使得整个互联网负载均衡呢?网络研究者们提出了p2p的概念。p2p即peer-to-peer，中文译名为对等互联或者点对点技术。目前，在学术界，工业界对p2p没有一个统一的定义。这些定义虽然表达方式不同，但都反映了p2p一个共同的特点，就是p2p打破了c/s模式，在网络中每个节点的地位平等，即充当客户，共享其他节点提供的服务，又充当服务器，为其他节点提供服务和内容。p2p与c/s模式的对比如下图所示:图1-1 client/server模式 图1 -2 peer to peer 模式1.2 p2p特点及应用与传统的分布式系统相比，p2p技术具有无可比拟的优势和广阔的应用前景。目前，internet上各种p2p应用软件层出不穷，用户数量急剧增加。据统计，自2001年以来，大量p2p软件的用户使用数量从几十万、几百万到上千万直至上亿急剧增加，给internet带宽带来巨大冲击。所以，在此很有必要先来了解一下p2p网络的特点，其主要体现在以下几个方面：非中心化：网络中的资源和服务分散在所有节点上，信息的传输和服务的实现直接在节点之间进行，可以无需中间环节和服务器的介入，避免了可能的瓶颈。 可扩展性：在p2p网络中，虽然随着用户的加入，服务的需求会增加，但系统整体的资源和服务能力却在同步地扩充，始终能比较容易地满足用户的需要。 健壮性：由于服务是分散在各个节点之间进行的，部分节点或网络遭到破坏对其它部分的影响很小。p2p网络一般在部分节点失效时能够自动调整整体拓扑，保持其它节点的连通性。p2p网络通常都是以自组织的方式建立起来的，并允许节点自由地加入和离开。 高性价比：采用p2p架构可以有效地利用互联网中散布的大量普通节点，将计算任务或存储资料分布到所有节点上，从而达到高性能计算和海量存储的目的。隐私保护: p2p网络中，信息的传输分散在各节点之间进行而无需经过某个集中环节，用户的隐私信息被窃听和泄漏的可能性大大缩小。负载均衡: p2p 网络环境下每个节点减少了对服务器计算能力、存储能力的要求，且资源分布在多个节点，更好的实现了整个网络的负载均衡。正因为p2p技术的以上特点，目前它主要应用于以下几个方面：信息资源共享：信息资源共享是p2p技术产生的主要目的和根本动力，采用p2p的方式共享信息资源，可以充分的利用网络带宽，提高共享效率。目前流行的p2p文件共享系统有gnutella, fasttrack13, freenet14, kazaa15, bittorrent16等。对等计算：目的在于共享网络上数目庞大的计算机暂时不用的cpu资源，将这些资源积累起来，用以完成以往需要超级计算机来完成的任务。适用于需要处大量数据的行业，如天气预报、动画制作、基因组的研究等。setihome就是对等计算中的著名例子。搜索引擎：这是目前人们在网络中检索信息资源的主要工具，目前的搜索引擎如google和baidu等都是集中式的搜索引擎，虽然能尽快获得搜索结果，但是不能保证搜索范围的深度和结果的时效性。运用p2p技术开发的搜索工具使用户深度搜索文档成为可能。p2p网络模式中节点之间的动态而又对等的互联关系使得搜索可以在对等点之间直接、实时地进行，既可以保证搜索的实时性，又可以达到很好的搜索效果。实时通信：这是当下互联网上最流行、使用最广泛的应用，它为用户之间的实时交流提供了虚拟平台，目前著名的实时通信系统包括msn, icq, oicq等，这些实时通信技术都存在中央服务器用来控制用户的身份认证等基本信息，并帮助完成节点之间的初始连接工作，但数据通信是节点之间直接进行的。协同工作：指多个用户之间利用网络中的协同计算平台来共同完成某项任务，共享信息资源等。2 p2p国内外研究现状近年来，基于p2p技术的共享软件非常流行，很多国内外研究机构和公司都对p2p技术开展了大量的工作。国内从事p2p技术研究的学术机构主要有清华大学、华中科技大学和北京大学。granary是清华大学自主研发的一个对等计算存储服务系统，anysee是华中科技大学自主研发的一个视频直播系统，而maze是北京大学网络实验室开发的一个中心控制与对等连接相融合的对等计算文件共享系统。国外研究p2p的著名高校和学术团体主要包括mit、uc berkeley、stanford、p2pwg、ggf等7。其中mit设计了经典的结构化p2p模型chord1 , uc berkeley在2001年提出了著名的多维p2p模型can, p2pwg工组组的主要目的是加速p2p计算基础设施的建立和相应的标准化工作，目前p2pwg已经与ggf合并，并由ggf负责网格计算和p2p计算等相关的标准化工作。 国外研究p2p最为突出的公司有microsoft, sun和 intel。 microsoft公司成立了pastry项目组，主要负责p2p计算技术的研究和开发工作，目前它己经发布了基于pastry的软件包simpastry/vispastry 。 sun公司利用其在java技术方面的优势，开发研究了著名的jxta项目，旨在提供一个开放、通用、互操作的p2p开发平台。intel公司对p2p应用的研究也非常重视，2002年8月intel发布了.net基础架构之上的accelerator kit(p2p加速工具包)和p2p安全api软件包，从而使得微软.net开发人员能够迅速建立p2p安全web应用程序。3 p2p研究目的和意义 p2p模式相对c/s模式，具有很多优点，但是随着p2p应用的不断增多，p2p技术也开始面临一些问题，例如路由效率低下、维护开销过大、系统稳定性差、安全性无法保证以及服务不可靠等问题。因此，在提高现有p2p网络资源定位的效率，降低其维护开销，增强p2p系统的稳定与安全性，提高p2p各个节点提供服务的可靠性等方面都需要做深入的研究。深入研究p2p资源定位技术有重要的理论和现实意义。一方面，随着p2p应