《计算机网络原理与Internet技术》-第8章网络新技术与新应用

第8章网络新技术与新应用8.1移动互联网与百服务8.2短距离无线通信网络8.3物联网8.4IP交换技术8.5P2P网络服务返回8.1移动互联网与百服务８.１.１移动互连与简单网络终端随着电子技术的发展和各种便携式个人通信设备及家用电器等消费类电子产品的增加，人们对于各种消费类电子产品之间及其与其他设备之间的信息交互有了强烈的需求，对于使用便携式设备并需要经常流动工作的人们，希望通过一个小型的、短距离的无线网络为移动的商业用户提供各种服务，实现在任何时候、任何地点、与任何人进行通信并获取信息的个人通信要求，从而促使以蓝牙、Ｗｉ－Ｆｉ为代表的短距离无线通信技术应运而生。这些短距离无线通信技术主要应用于家庭、办公室、机场、商场等室内场所，在提高人们生活和工作质量的同时，也对现有的蜂窝移动通信技术和卫星移动通信技术等相对长距离无线通信技术提供了有益的补充。因此，实现低价位、低功耗、可替代电缆的无线数据和语音链路的短距离无线通信（ＳＤＲ）技术正在成为被关注的焦点。下一页返回8.1移动互联网与百服务作为有线通信的补充和发展，无线通信系统自２０世纪，特别是２１世纪初以来得到了迅猛的发展。其中蜂窝移动通信从模拟无线通信到数字无线通信，从早期的大区制蜂窝系统，（支持很少的用户，很低的数据速率，但是有较远的传输距离），到目前的宏蜂窝、微蜂窝，通信半径越来越小，支持用户越来越多，数据传输速率越来越高；从２Ｇ、２.５Ｇ到目前将要在国内应用的３Ｇ，毫无疑问，蜂窝移动通信技术的产生、发展及应用是通信领域最伟大的成就之一。目前４Ｇ系统的研究也在积极地展开，通信对于国民经济和国家安全具有越来越重要的意义，和人们生活紧密相关的短距离无线通信技术与系统也得到了迅速的发展。上一页下一页返回8.1移动互联网与百服务３Ｇ、８０２.１１和８０２.１６等无线网络快速发展，使得Ｉｎｔｅｒｎｅｔ上智能手机、ＰＤＡ等简单终端急增，这丰富了因特网的终端设备。这些简单终端计算和处理功能有限，它们在联网中，更多的功能是向网络上传需求、回显网络处理结果。它们本身数据存储和数据处理能力有限，数据存储和数据处理主要依靠网络服务器。这种应用的需求及其广泛的存在促生了云计算、云服务。云计算和云服务发展迅速，引领着网络服务模式的变革。智能手机通过３Ｇ网络接入因特网，扩展了因特网应用。更为重要的是它正引起网络方式的深刻变化，主要趋势是网络终端简单化、数据处理网络化，云计算、云服务正在突破因特网传输模式飞速发展。３Ｇ网络及智能手机的普及引领网络应用进入一个新时代。上一页下一页返回8.1移动互联网与百服务８.１.２云计算与云服务当今同样备受关注的３Ｇ、物联网与云计算互为支撑、交相辉映。３Ｇ为云计算带来数以亿计的宽带移动用户。移动终端的计算能力和存储空间有限，却有很强的联网能力，如果有云计算平台的支撑，移动用户将获得前所未有的服务体验；物联网使用数量惊人的传感器、ＲＦＩＤ和视频监控单元等，采集到海量的数据，通过３Ｇ和宽带互联网进行传输，如果汇聚到云计算设施进行存储和处理，则可以更加迅速、准确、智能、低成本地对物理世界进行管理和控制，大幅提高社会生产力水平和生活质量。上一页下一页返回8.1移动互联网与百服务云计算的影响将是深远的，它将彻底改变ＩＴ产业的架构和运行方式。可以预见，高性能计算机、高端服务器、高端存储器和高端处理器的市场将被数量众多、低成本、低能耗和高性价比的云计算硬件市场所挤占；传统互联网数据中心将迅速被成本低一个数量级的云计算数据中心所取代；绝大多数软件将以服务方式呈现，甚至连大多数游戏都将在“云”里运行；呼叫中心、网络会议中心、智能中心、数据交换中心、视频监控中心和销售管理中心等，将越来越向某些云计算设施集中而获得高得多的性价比。放眼远眺，云计算将与网络计算融为一体，实现云计算平台之间的相互操作和资源共享。上一页下一页返回8.1移动互联网与百服务放眼全球，云计算已是“大风起兮云飞扬”。在云计算环境下，个人电脑只要与宽带相连，平时把大量信息储存到“云”（网络）上，随需随取。这样一来，个人电脑就不再需要昂贵的中央处理器、复杂的操作系统和较大的硬盘，实现“书本一样的价格、超级计算机一样的能力”。可以预见，云计算这一场孕育着无限可能的信息技术革命，将对计算机的硬件、软件、应用和商业模式带来颠覆性的变革，彻底改变计算机、互联网、电信和传媒的现有格局，深刻地影响人类的进程。上一页下一页返回8.1移动互联网与百服务过去因为技术限制，一台机器能处理的数据有限，接收到数据后，就像坐上一辆每站都停的慢车，必须经过每一关检查才能到达目的地，数据中心的规模每扩大一倍，系统的复杂度就是原来的三倍以上，这种方法不仅耗时，也更消耗能源。但是云端技术，却能把所有的网络设备虚拟成一台超大的交换器，让数据可以像坐特快车一样，从起点直达目的地。把原本需要经过四天才能完成的任务，简化到只需要两天，甚至只要一天就能完成。上一页返回８.２短距离无线通信网络８.２.１概述近年来，在计算机等相关技术的快速进步，高性能、高集成度的ＣＭＯＳ和ＧａＡｓ半导体技术和超大规模集成电路技术的发展及低功耗、低成本消费类电子产品对数据通信的强烈需求的推动下，短距离无线通信技术得到了快速提高，无线局域网（ＷＬＡＮ）、蓝牙技术、Ｚｉｇ⁃Ｂｅｅ技术及移动自组织网络技术、无线网格网络（ＷＭＮ）技术取得了巨大进展，各种无线网络技术的相互融合也进入了研究者的视野，包括蜂窝移动通信网络、卫星网络、公共交换网络（ＰＳＴＮ）、ＷＬＡＮ／ＷＰＡＮ、蓝牙技术及ＺｉｇＢｅｅ技术，未来均将融合集成到因特网的骨干网中。下一页返回８.２短距离无线通信网络短距离无线通信的主要特点是通信距离短，覆盖距离一般在１０～２００ｍ；另外，无线发射器的发射功率较低，发射功率一般小于１００ｍＷ；工作频率多为免付费、免申请的全球通用的工业、科学、医学（Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ，ＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃａｎｄＭｅｄｉｃａｌ，ＩＳＭ）频段。短距离无线通信技术的范围很广，在一般意义上，只要通信收发双方通过无线电波传输信息，并且传输距离限制在较短的范围内（通常是几十米以内），就可以称为短距离无线通信。低成本、低功耗和对等通信，是短距离无线通信技术的三个重要特征和优势。低功耗是相对其他无线通信技术而言的一个特点，这与其通信距离短这个先天特点密切相关。由于传播距离近，遇到障碍物的概率也小，因而发射功率普遍都很低，通常在１毫瓦量级。上一页下一页返回８.２短距离无线通信网络对等通信是短距离无线通信的重要特征，有别于基于网络基础设施的无线通信技术。终端之间对等通信，无须网络设备进行中转，因此空中接口设计和高层协议都相对比较简单，无线资源的管理通常采用竞争的方式（如载波侦听）。一般来讲，短距离无线通信技术从数据速率可分为高速短距离无线通信和低速短距离无线通信两类。高速短距离无线通信的最高数据速率高于１００Ｍｂ／ｓ，通信距离小于１０ｍ，典型技术有高速ＵＷＢ；低速短距离无线通信的最低数据速率低于１Ｍｂ／ｓ，通信距离小于１００ｍ，典型技术有ＺｉｇＢｅｅ、低速ＵＷＢ、蓝牙。上一页下一页返回８.２短距离无线通信网络高速短距离无线通信技术，目前主要应用于连接下一代便携式消费电器和通信设备。它支持各种高速率的多媒体应用、高质量声像配送、多兆字节音乐和图像文档传送等。低速短距离无线通信技术，主要用于家庭、工厂与仓库的自动化控制、安全监视、保健监视、环境监视、军事行动、消防队员操作指挥、货单自动更新、库存实时跟踪以及游戏和互动式玩具等方面的低速应用。上一页下一页返回８.２短距离无线通信网络８.２.２主要短距离无线网络发展状况１.蓝牙技术早在１９９４年，瑞典的爱立信（Ｅｒｉｃｓｓｏｎ）公司便已经着手蓝牙技术的研究开发工作，意在通过一种短程无线连接替代已经广泛使用的有线连接。１９９８年２月，Ｅｒｉｃｓｓｏｎ、Ｎｏｋｉａ、Ｉｎ⁃ｔｅｌ、Ｔｏｓｈｉｂａ和ＩＢＭ共同组建特别兴趣小组。在此之后，３Ｃｏｍ、Ｌｕｃｅｎｔ、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ和Ｍｏｔｏｒｏｌａ等公司也相继加盟蓝牙计划。它们的共同目标是开发一种全球通用的小范围无线通信技术，即蓝牙技术。上一页下一页返回８.２短距离无线通信网络它是针对目前近距离的便携式器件之间的红外线链路（ＩｎｆｒａｒｅｄＬｉｎｋ）而提出的，应用红外线收发器连接虽然能免去电线或电缆的连接，但是使用起来有许多不便，不仅距离只限于ｌ～２ｍ，而且必须在视线上直接对准，中间不能有任何阻挡，同时只限于在两个设备之间进行连接，不能同时连接更多的设备。蓝牙不是用于远距离通信的技术，它是低成本、短距离的无线个人网络传输（ＷｉｒｅｌｅｓｓＰｅｒｓｏｎａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ，ＷＰＡＮ）应用，其主要目标是提供一个全世界通行的无线传输环境，通过无线电波来实现所有移动设备之间的信息传输服务。这些移动设备包括手机、笔记本电脑、ＰＤＡ、数字相机、打印机，等等。具体地说，蓝牙的目标是提供一种通用的无线接口标准，用微波取代传统网络中错综复杂的电缆，在蓝牙设备间实现方便快捷、灵活安全、低成本、低功耗的数据和语音通信。因此，其载频选用在全球都可用的２.４５ＧＨｚＩＳＭ频带。上一页下一页返回８.２短距离无线通信网络蓝牙支持点到点和点到多点的连接，可采用无线方式将若干蓝牙设备连成一个微微网，多个微微网又可互连成特殊分散网，形成灵活的多重微微网的拓扑结构，从而实现各类设备之间的快速通信。它能在一个微微网内寻址８个设备（实际上互连的设备数量是没有限制的，只不过在同一时刻只能激活８个，其中１个为主设备，７个为从设备）。蓝牙技术标准１.０的版本已由该蓝牙特殊利益集团于１９９９年７月２６日正式向全世界发布。这是一个经过精心设计的、完整而全面的技术规范，它可以使计算机、通信和信息家电的生产厂家按照此技术规范真正开始设计和制造嵌入蓝牙技术的产品。上一页下一页返回８.２短距离无线通信网络作为一种电缆替代技术，蓝牙具有低成本、高速率的特点，它可把内嵌有蓝牙芯片的计算机、手机和多种便携通信终端互连起来，为其提供语音和数字接入服务，实现信息的自动交换和处理，并且蓝牙的使用和维护成本据称要低于其他任何一种无线技术。目前蓝牙技术开发的重点是多点连接，即一台设备同时与多台（最多７台）其他设备互连。今后，市场上不同厂商的蓝牙产品将能够相互连通。蓝牙技术的应用主要有以下三类：（１）语音／数据接入，指将一台计算机通过安全的无线链路连接到通信设备上，完成与广域网的连接；（２）外围设备互连，指将各种设备通过蓝牙链路连接到主机上；（３）个人局域网（ＰＡＮ），主要用于个人网络与信息的共享与交换。上一页下一页返回８.２短距离无线通信网络蓝牙技术出众的特点和优点如下：（１）蓝牙工作在全球开放的２.４ＧＨｚＩＳＭ频段；（２）使用跳频频谱扩展技术，把频带分成若干个跳频信道（ＨｏｐＣｈａｎｎｅｌ），在一次连接中，无线电收发器按一定的码序列不断地从一个信道“跳”到另一个信道；（３）一台蓝牙设备可同时与其他７台蓝牙设备建立连接；（４）数据传输速率可达ｌＭｂ／ｓ；（５）低功耗、通信安全性好；（６）在有效范围内可越过障碍物进行连接，没有特别的通信视角和方向要求；（７）组网简单方便，采用“即插即用”的概念，嵌入蓝牙技术的设备一旦搜索到另一蓝牙设备，马上就可以建立连接，传输数据；上一页下一页返回８.２短距离无线通信网络（８）支持语音传输。２.Ｗｉ－Ｆｉ技术Ｗｉ－Ｆｉ（ＷｉｒｅｌｅｓｓＦｉｄｅｌｉｔｙ，无线高保真）属于无线局域网的一种，通常是指符合ＩＥＥＥ８０２.１１ｂ标准的网络产品，是利用无线接入手段的新型局域网解决方案。Ｗｉ－Ｆｉ的主要特点是传输速率高、可靠性高、建网快速便捷、可移动性好、网络结构弹性化、组网灵活、组网价格较低等。与蓝牙技术一样，Ｗｉ－Ｆｉ技术同属于短距离无线通信技术。虽然在数据安全性方面Ｗｉ－Ｆｉ技术比蓝牙技术要差一些，但在电波的覆盖范围方面却略胜一筹，可达１００ｍ左右，不用说家庭、办公室，就是小一点的整栋大楼也可使用。上一页下一页返回８.２短距离无线通信网络Ｗｉ－Ｆｉ技术标准按其速度和技术新旧可分为：ＩＥＥＥ８０２.１１ｂ、ＩＥＥＥ８０２.１１ａ、ＩＥＥＥ８０２.１１ｇ。ＩＥＥＥ８０２.１１ｂ标准发布于１９９９年９月，主要目的是提供ＷＬＡＮ接入，也是目前ＷＬＡＮ的主要技术标准，它的工作频率也是２.４ＧＨｚ，与无绳电话、蓝牙等许多不需要频率使用许可证的无线设备共享同一频段，且采用加强版的ＤＳＳＳ，传输率可以根据环境的变化在１１Ｍｂ／ｓ、５.５Ｍｂ／ｓ、２Ｍｂ／ｓ和１Ｍｂ／ｓ之间动态切换。目前ＩＥＥＥ８０２.１１ｂ标准是当前应用最为广泛的ＷＬＡＮ标准，其缺点是速度还是不够快，且所在的２.４ＧＨｚ的ＩＳＭ频段的带宽比较窄（仅有８５ＭＨｚ），同时还要受到微波、蓝牙等多种干扰源的干扰。上一页下一页返回８.２短距离无线通信网络Ｗｉ－Ｆｉ技术的优势在于以下三个方面。其一，无线电波的覆盖范围广，基于蓝牙技术的电波覆盖范围非常小，半径大约只有１５ｍ，而Ｗｉ－Ｆｉ的半径则可达１００ｍ左右。最近，Ｖｉｖａｔｏ公司推出了一款新型交换机。据悉，该款产品能够把目前Ｗｉ－Ｆｉ无线网络接近１００ｍ的通信距离扩大到约６５００ｍ。其二，虽然由Ｗｉ－Ｆｉ技术传输的无线通信质量不是很好，数据安全性能比蓝牙差一些，传输质量也有待改进，但传输速度非常快，可以达到１１Ｍｂ／ｓ，符合个人和社会信息化的需求。上一页下一页返回８.２短距离无线通信网络其三，厂商进入该领域的门槛比较低。厂商只要在机场、车站、咖啡店、图书馆等人员较密集的地方设置“热点”，并通过高速线路将Ｉｎｔｅｒｎｅｔ接入上述场所。这样，由于“热点”所发射出的电波可以达到距接入点半径数十米至１００米的地方，用户只要将支持无线ＬＡＮ的笔记本电脑或ＰＤＡ拿到该区域内，即可高速接入Ｉｎｔｅｒｎｅｔ。也就是说，厂商不用耗费资金来进行网络布线接入，从而节省了大量的成本。Ｗｉ－Ｆｉ是由ＡＰ（ＡｃｃｅｓｓＰｏｉｎｔ）和无线网卡组成的无线网络。ＡＰ一般称为网络桥接器或接入点，它被当作传统的有线局域网络与无线局域网络之间的桥梁，因此任何一台装有无线网卡的ＰＣ均可通过ＡＰ去分享有线局域网络甚至广域网络的资源，其工作原理相当于一个内置无线发射器的Ｈｕｂ或者是路由；而无线网卡则是负责接收由ＡＰ所发射信号的客户端设备。Ｗｉ－Ｆｉ与有线相比有许多优点。上一页下一页返回８.２短距离无线通信网络（１）无须布线。Ｗｉ－Ｆｉ最主要的优势在于不需要布线，可以不受布线条件的限制，因此非常适合移动办公用户的需要，具有广阔的市场前景。目前它已经从传统的医疗保健、库存控制和管理服务等特殊行业向更多行业拓展开去，甚至开始进入家庭以及教育机构等领域。（２）健康安全。ＩＥＥＥ８０２.１１规定的发射功率不可超过１００ｍＷ，实际发射功率约为６０～７０ｍＷ，这是一个什么样的概念呢？手机的发射功率为２００ｍＷ～１Ｗ之间，手持式对讲机的发射功率高达８Ｗ，而且无线网络使用方式并非像手机一样直接接触人体，是绝对安全的。上一页下一页返回８.２短距离无线通信网络（３）简单的组建方法。一般架设无线网络的基本配备就是无线网卡及一台ＡＰ，如此便能以无线的模式，配合既有的有线架构来分享网络资源，架设费用和复杂程度远远低于传统的有线网络。如果只是几台电脑的对等网，也可不用ＡＰ，只需为每台电脑配备无线网卡。（４）长距离工作。虽然无线Ｗｉ－Ｆｉ的工作距离不大，但是在网络建设完备的情况下，ＩＥＥＥ８０２.１１ｂ标准的真实工作距离可以达到１００ｍ以上，解决了高速移动时数据的纠错问题、误码问题，Ｗｉ－Ｆｉ设备与设备、设备与基站之间的切换和安全认证都得到了很好的实现。上一页下一页返回８.２短距离无线通信网络３.ＺｉｇＢｅｅ技术ＺｉｇＢｅｅ是一种新兴的近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术，主要适用于自动控制、远程控制领域及家用设备联网。这一名称来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂（Ｂｅｅ）是靠飞翔和“嗡嗡”（Ｚｉｇ）地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。ＺｉｇＢｅｅ标准建立在ＩＥＥＥ８０２.１５.４标准之上，由于只定义了物理层协议和ＭＡＣ层协议，于是成立了ＺｉｇＢｅｅ联盟，ＺｉｇＢｅｅ联盟对其网络层协议和ＡＰＩ进行了标准化，还开发了安全层。经过联盟对ＩＥＥＥ８０２.１５.４的改进，这才真正形成了协议栈（Ｚｓｔａｃｋ），如图８－１所示。上一页下一页返回８.２短距离无线通信网络ＺｉｇＢｅｅ可用于组建低速率低功耗的无线个域网（ＬＲＷＰＡＮ）。ＺｉｇＢｅｅ具备强大的设备联网功能，它支持３种主要的自组织无线网络类型，即星形结构（Ｓｔａｒ）、网状结构（Ｍｅｓｈ）和簇状形结构（ＣｌｕｓｔｅｒＴｒｅｅ），如图８－２所示，特别是网状结构，具有很强的网络健壮性和系统可靠性。ＺｉｇＢｅｅ支持多种网络拓扑结构，最简单的是星形网，只用１个网络协调器，连接多个从属设备；另一种网络结构是互连的星形网，可以扩展为单个星形网或互连多个星形网络构成簇状网（树状网）；第３种是网状网，网状网的覆盖范围很大，可以容纳上万个结点。上一页下一页返回８.２短距离无线通信网络网状网络容错能力高、自适应力好、传输距离长，但其复杂度也最高；星形网络具有简洁和低功耗等特点，使用简单，适用于家庭小规模、低复杂度的应用；簇状网络则介于两者之间。ＺｉｇＢｅｅ技术特点有：（１）数据传输速率低：１０～２５０ｋｂ／ｓ，专注于低速传输应用；（２）功耗低：在低功耗待机模式下，两节普通５号电池可使用６～２４个月；（３）成本低：ＺｉｇＢｅｅ数据传输速率低，协议简单，所以大大降低了成本；（４）网络容量大：网络可容纳６５０００个设备；上一页下一页返回８.２短距离无线通信网络（５）时延短：典型搜索设备时延为３０ｍｓ，休眠激活时延为１５ｍｓ，活动设备信道接入时延为１５ｍｓ；（６）网络的自组织、自愈能力强，通信可靠；（７）数据安全：ＺｉｇＢｅｅ提供了数据完整性检查和鉴权功能，采用ＡＥＳ－１２８加密算法（美国新加密算法，是目前最好的文本加密算法之一），各个应用可灵活确定其安全属性；（８）有效范围小：有效覆盖范围１０～７５ｍ，具体依据实际发射功率大小和各种不同的应用模式而定；（９）工作频段灵活：使用频段为２.４ＧＨｚ、８６８ＭＨｚ（欧洲）和９１５ＭＨｚ（美国），均为免执照（免费）的频段。上一页下一页返回８.２短距离无线通信网络ＺｉｇＢｅｅ技术与常用的几种短距离无线传输协议的比较如表８－１所示，可见，ＺｉｇＢｅｅ特别适合低数据速率下的控制以及传感信号的传输，ＺｉｇＢｅｅ联盟也正在这方面大力拓展市场。ＺｉｇＢｅｅ技术在物联网中有着广泛的应用。ＺｉｇＢｅｅ技术的特点使它能在智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、老人护理、个人健康等领域有所作为。而物联网更是在这个方面大有发展潜力。物联网被称作下一个万亿级的信息技术产业，而已趋于成熟的ＺｉｇＢｅｅ技术在物联网中的应用应当具有相当强的意义和广阔的前景。ＺｉｇＢｅｅ网络的冗余自组织和自愈能力适于许多类型的应用，图８－３、图８－４、图８－５展示了ＺｉｇＢｅｅ的几种典型应用场景。上一页下一页返回８.２短距离无线通信网络４.ＩｒＤＡ技术红外线数据协会（ＩｎｆｒａｒｅｄＤａｔａＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ，ＩｒＤＡ）成立于１９９３年，是致力于建立红外线无线连接的非营利组织。起初，采用ＩｒＤＡ标准的无线设备仅能在１ｍ范围内以１１５.２ｋｂ／ｓ的速率传输数据，很快发展到４Ｍｂ／ｓ的速率，后来，速率又达到１６Ｍｂ／ｓ。ＩｒＤＡ技术是一种利用红外线进行点对点通信的技术，它也是第一个实现无线个人局域网（ＰＡＮ）的技术。目前它的软硬件技术都很成熟，在小型移动设备（如ＰＤＡ、手机）上广泛使用。事实上，当今每一个出厂的ＰＤＡ及许多手机、笔记本电脑、打印机等产品都支持ＩｒＤＡ技术。上一页下一页返回８.２短距离无线通信网络ＩｒＤＡ的主要优点是无须申请频率的使用权，因而红外通信成本低廉。它还具有移动通信所需的体积小、功耗低、连接方便、简单易用的特点。由于数据传输率较高，因而适于传输大容量的文件和多媒体数据。此外，红外线发射角度较小，传输安全性高。ＩｒＤＡ的不足在于它是一种视距传输，２个相互通信的设备之间必须对准，中间不能被其他物体阻隔，因而该技术只能用于２台（非多台）设备之间的连接。ＩｒＤＡ目前的研究方向是如何解决视距传输问题及提高数据传输率。上一页下一页返回８.２短距离无线通信网络５.ＵＷＢ技术超宽带技术（ＵｌｔｒａＷｉｄｅＢａｎｄ，ＵＷＢ）是另一个新发展起来的无线通信技术。ＵＷＢ通过基带脉冲作用于天线的方式发送数据。窄脉冲（小于１ｎｓ）产生极大带宽的信号。脉冲采用脉位调制（ＰｕｌｓｅＰｏｓｉｔｉｏｎＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ，ＰＰＭ）或二进制移相键控（ＢＰＳＫ）调制。ＵＷＢ被允许在３.１～１０.６ＧＨｚ的波段内工作，主要应用在小范围，高分辨率，能够穿透墙壁、地面和身体的雷达和图像系统中。除此之外，这种新技术适用于对速率要求非常高（大于１００Ｍｂ／ｓ）的ＬＡＮ或ＰＡＮ。上一页下一页返回８.２短距离无线通信网络ＵＷＢ的一个非常有前途的应用是汽车防撞系统。戴姆勒－克莱斯勒公司已经试制出用于自动刹车系统的雷达。在不久的将来，这种防撞雷达将成为高级汽车的一个选件。ＵＷＢ最具特色的应用将是视频消费娱乐方面的无线个人局域网（ＰＡＮ）。考察现有的无线通信方式，ＩＥＥＥ８０２.１１ｂ标准和蓝牙的速率太慢，不适合传输视频数据；５４Ｍｂ／ｓ速率的ＩＥＥＥ８０２.ｌ１ａ标准可以处理视频数据，但费用昂贵；而ＵＷＢ有可能在１０ｍ范围内，支持高达１１０Ｍｂ／ｓ的数据传输率，不需要压缩数据，可以快速、简单、经济地完成视频数据处理。上一页下一页返回８.２短距离无线通信网络６.ＮＦＣ技术ＮＦＣ（ＮｅａｒＦｉｅｌｄＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，近距离无线传输）是由Ｐｈｉｌｉｐｓ、Ｎｏｋｉａ和Ｓｏｎｙ公司主推的一种类似于ＦＲＩＤ（非接触式射频识别）的短距离无线通信技术标准。和ＲＦＩＤ不同，ＮＦＣ采用了双向的识别和连接，在２０ｃｍ距离内工作于１３.５６ＭＨｚ频率范围。ＮＦＣ最初仅仅是遥控识别和网络技术的合并，但现在已发展成无线连接技术。它能快速自动地建立无线网络，为蜂窝设备、蓝牙设备、Ｗｉ－Ｆｉ设备提供一个“虚拟连接”，使电子设备可以在短距离范围进行通信。ＮＦＣ的短距离交互大大简化了整个认证识别过程，使电子设备间互相访问更直接、更安全和更清楚，不会再听到各种电子杂音。上一页下一页返回８.２短距离无线通信网络ＮＦＣ通过在单一设备上组合所有的身份识别应用和服务，帮助解决记忆多个密码的麻烦，同时也保证了数据的安全保护。有了ＮＦＣ，多个设备如数码相机、ＰＤＡ、机顶盒、电脑、手机等之间的无线互连、彼此交换数据或服务都将有可能实现。此外，ＮＦＣ还可以将其他类型无线通信（如Ｗｉ－Ｆｉ和蓝牙）“加速”，实现更快和更远距离的数据传输。每个电子设备都有自己的专用应用菜单，而ＮＦＣ可以创建快速安全的连接，而无须在众多接口的菜单中进行选择。与知名的蓝牙等短距离无线通信标准不同的是，ＮＦＣ的作用距离进一步缩短且不像蓝牙那样需要有对应的加密设备。同样，构建Ｗｉ－Ｆｉ家族无线网络需要多台具有无线网卡的电脑、打印机和其他设备。除此之外，还得有一定技术的专业人员才能胜任这一工作。而ＮＦＣ被置入接入点之后，只要将其中两个靠近就可以实现交流，比配置Ｗｉ－Ｆｉ连接容易得多。上一页返回８.３物联网物联网是射频识别技术、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术高度发展和深入应用的结果。物联网是上述技术和互联网结合的产物，是互联网的深度应用和扩展。目前，对物联网（ＴｈｅＩｎｔｅｒｎｅｔｏｆｔｈｉｎｇｓ）的通用定义是：通过射频识别（ＲＦＩＤ）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。从物联网的定义中可以看出：“物联网就是物物相连的互联网”，这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。因此，物联网的核心是解决信息世界与物理世界的互连互通，并借此给人类的生活、生产方式带来更加智能与便捷的变化。下一页返回８.３物联网８.３.１物联网的内涵物联网（ＩｎｔｅｒｎｅｔｏｆＴｈｉｎｇｓ）就是“物物相连的互联网”，是将物品的信息（多种类型编码）通过射频识别（ＲＦＩＤ）、传感器等信息采集设备，按约定的通信协议与互联网连接起来，使物品的信息实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。现阶段，物联网是指在物理世界的实体中部署具有一定感知能力、计算能力和执行能力的各种信息传感设备，通过网络设施实现信息传输、协同和处理，从而实现广域或大范围的人与物、物与物之间信息交换需求的互连。上一页下一页返回８.３物联网物联网的体系架构由感知层、网络层、应用层组成。感知层主要实现智能感知功能，包括信息采集、捕获和物体识别。网络层主要实现信息的传送和通信。应用层则主要包括各类应用，如监控服务、智能电网、工业监控、绿色农业、智能家居、环境监控、公共安全等。图８－６展示了物联网体系与实现构成。物联网的基本特征可概括为全面感知、可靠传送和智能处理。全面感知：利用射频识别、二维码、传感器等感知、捕获、测量技术，随时随地对物体进行信息采集和获取；可靠传送：通过将物体接入信息网络，依托各种通信网络，随时随地进行可靠的信息交互和共享；智能处理：利用各种智能计算技术，对海量的感知数据和信息进行分析并处理，实现智能化的决策和控制。上一页下一页返回８.３物联网８.３.２物联网的支撑技术与产业物联网至少包括以下五个方面的技术和围绕这些技术的庞大产业群。（１）以ＲＦＩＤ为代表的物品识别技术。物品识别技术是实现物联网的基础。无线射频识别（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ＲＦＩＤ）是当前最被看好的物品识别技术。一个完整的ＲＦＩＤ标签由ＲＦＩＤ芯片、天线以及封装媒介所组成。ＲＦＩＤ标签技术将带动材料技术、芯片及封装技术、能源技术等产业的发展。（２）传感与传动技术。物联网将实现人－物互动以及物－物互动，这就要求物体具备根据物理变化做出反应的能力。为赋予物体“智能”属性，传感与传动技术的应用将不可避免。传感与传动技术涉及领域极广，其技术需求将能够带动半导体、精密机械、电子元器件、光学、声学等多科技领域的进步。上一页下一页返回８.３物联网（３）网络和通信技术。在物联网时代，由于所有物体都处于随时接收数据并传输数据的状态中，由此所产生的海量数据传输需求将不是现有网络技术所能应对的，这将带动有线网络投资、无线网络升级、信息设备及软件、网络搜索等产业的发展。（４）数据处理与存储。物联网时代所产生的数据量将是难以想象的庞大，将对数据处理与储存技术提出前所未有的挑战。数据处理及存储需求将带动包括“云计算”在内的计算机软硬件、半导体、电子元器件等产业的发展。上一页下一页返回８.３物联网（５）以３Ｃ融合为代表的智能物体技术。３Ｃ指的是计算机（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、通信（Ｃｏｍｍｕ⁃ｎｉｃａｔｉｏｎ）和消费类电子产品（ＣｏｎｓｕｍｅｒＥｌｅｃｔｒｉｃｓ）。现有人与物体的对话的应用主要体现在人与计算机之间的“人－机对话”，在物联网时代，人与“物体”的对话将无处不在，３Ｃ融合将得到进一步的发展和应用。３Ｃ融合可行的手段就是通过标准化的智能型无线技术（比如无线宽带），实现这些设备的无缝互连。智能物体的发展将是物联网对人类生活方式最直接的改进，其对电子产业产生巨大的推动作用，消费电子、家电、汽车等产业都将迎来巨大的需求。同时，对智能装置的研究将可能促使智能机器人得到大范围应用。上一页下一页返回８.３物联网８.３.３物联网发展现状目前，在主要发达国家，物联网开发和应用仍处于起步阶段，发达国家和地区抓住机遇，出台政策进行战略布局，希望在新一轮信息产业重新洗牌中占领先机。日韩基于物联网的“Ｕ社会”战略、欧洲“物联网行动计划”及美国“智能电网”“智慧地球”等计划相继实施；澳大利亚、新加坡等国也在加紧部署物联网发展战略，加快推进下一代网络基础设施的建设步伐。物联网成为“后危机”时代各国提升综合竞争力的重要手段。美国在物联网基础架构、关键技术领域已有领先优势；欧盟出台系列政策促进物联网技术研发和应用；日本国家战略推动物联网发展；韩国通过国家战略在物联网应用方面抢占先机。上一页下一页返回８.３物联网我国物联网发展现状：我国把物联网作为国家战略性新兴产业，从政策上鼎力支持。２００９年８月７日，国务院总理温家宝视察中科院无锡微纳传感网工程技术研发中心，指示要迅速在无锡建立中国的“感知中国”中心。三个月之后，在“让科技引领中国持续发展”讲话中，温家宝再次明确，物联网为五大重点扶持的新型科技领域之一。目前，物联网已被列入国家战略性新兴产业规划，无锡则被列为国家重点扶持的物联网产业研究与示范中心。２０１０年市场规模逾２０００亿。国内物联网主要行业应用中，安防（安全防护、防入侵、智能家居）、电力、交通三大行业位居前列。电力行业和交通行业物联网应用也获得了较快的发展。此外，重要的应用行业还包括物流、医疗、手机支付等，并正在逐渐渗透到其他各行业和经济领域。上一页下一页返回８.３物联网８.３.４物联网发展趋势根据欧洲ＥＰＯＳＳ研究机构在“ＩｎｔｅｒｎｅｔｏｆＴｈｉｎｇｓｉｎ２０２０”报告中的分析预测，未来物联网的发展将经历四个阶段：２０１０年之前的ＲＦＩＤ被广泛应用于物流、零售和制药领域，主要处于闭环的行业应用阶段；２０１０—２０１５年物体互连，２０１５—２０２０年物体进入半智能化阶段，物联网与互联网走向融合；２０２０年之后，物体进入全智能化阶段，无线传感网络得到规模应用，将进入泛在网的发展阶段。上一页下一页返回８.３物联网据权威预测，到２０２０年物联网市场产值规模超万亿元。美国权威咨询机构Ｆｏｒｒｅｓｔｅｒ预测，到２０２０年世界上物联网业务将达到互联网业务的３０倍，物联网将会形成下一个万亿元级别的通信业务。其中，仅是在智能电网和机场防入侵系统方面的市场就有上千亿元。物联网为２１世纪的全球工业化、城市化进程提供了革命性的信息技术和智能技术，它将通过与传统产业的全面融合，成为全球新一轮社会经济发展的主导力量之一。上一页返回８.４IP交换技术８.４.１ＩＰ交换技术综述互联网发展初期，通过ＤＤＮ线路用Ｅ１、Ｅ３速率时，网络的瓶颈是线路的带宽。随着ＡＴＭ、ＳＤＨ等技术的应用，光纤通信从６２２Ｍｂ／ｓ增加到２.５Ｇｂ／ｓ，甚至１０Ｇｂ／ｓ，使得网络的瓶颈从通信链路转移到转发结点，路由器日益成为网络的瓶颈。转发结点能够真正做到线速转发是ＩＳＰ对网络互连设备的迫切要求，解决转发结点转发速率瓶颈的基本出路是改变传统ＩＰ路由器转发ＩＰ报文的处理过程，变三层路由转发为二层交换、化软件交换为硬件实现，使ＩＰ路由器能以交换速率转发ＩＰ报文。目前ＩＰ交换的技术主要有３ＣＯＭＦａｓｔＩＰ、Ｃｉｓｃｏ的标签交换技术、ＭＰＬＳ技术、ＣｉｓｃｏＮＥＴＦｌｏｗ交换技术、ＣＥＦ技术等。下一页返回８.４IP交换技术ＦａｓｔＩＰ技术是伴随吉比特以太网产生的，应用在不同ＶＬＡＮ终端之间存在直接交换路径的网络拓扑上，其目的是绕过互连ＶＬＡＮ的路由器，实现跨ＶＬＡＮ的直接通信。所以，其应用范围很窄，不可能真正作为通用的ＩＰ交换技术而广泛应用。如果构建基于以太网的网络控制系统，数据传输可以应用ＦａｓｔＩＰ技术，能改进传输性能。Ｃｉｓｃｏ标签交换是通过在路由器集群间采用标签来标识数据流，用流标签交换取代ＩＰ路由，从而变３层转发为２层的交换。标签交换转发算法通过精确匹配算法来检索标签信息库（ＴＩＢ），与传统路由器的最长匹配检索算法相比不仅速度上要快得多，而且实现简单。因此，一方面可以极大地提高报文的吞吐率，另一方面可以用ＡＳＩＣ作为转发引擎。但它和多协议标签交换ＭＰＬＳ一样，在实施中有一些弱点。上一页下一页返回８.４IP交换技术ＮＥＴＦｌｏｗ交换技术的核心思想是路由器对流的第一个分组的处理与对流的所有后续分组的处理相同，后续分组无须重复第一个分组在路由器上的处理过程，只需要根据第一个分组在路由器中留下的印记，即流标签，直接获得相同的处理过程。ＣＥＦ技术概述：ＣＥＦ是根据路由表在维护一个ＦＩＢ表，在中央闪存中，速度快。报文转发时，根据ＩＰ报文的目的ＩＰ地址精确匹配ＦＩＢ，这比路由表的最长匹配高效，是面向报文的３层转发技术。标签交换、ＣｉｓｃｏＮＥＴＦｌｏｗ技术和ＣＥＦ技术在提高转发效率方面有独特的灵活特点。在基于流的服务和构建二层交换上具有独立性、灵活性和实施的易行性，具有良好的可扩展性。合理地开发应用可以有效提高网络的ＱｏＳ性能，有助于流量工程和多路径传输的实现。上一页下一页返回８.４IP交换技术８.４.２多协议标记交换ＭＰＬＳ随着因特网的迅速普及，人们开始探索如何提高分组转发速度的方法。这时出现了一种思路：用面向连接的方式取代ＩＰ的无连接分组交换方式，这样就可以利用更快捷的查找算法，而不必使用最长前缀匹配的方法来查找路由表。这种基本概念就叫作交换（ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）。ＭＰＬＳ在交换技术上利用面向连接的概念，使每个分组携带一个叫作标记（ｌａｂｅｌ）的小整数，当分组到达交换机（即标记交换路由器）时，交换机读取分组的标记，并用标记值来检索分组转发表。上一页下一页返回８.４IP交换技术ＩＥＴＦ于１９９７年成立了ＭＰＬＳ工作组，在综合了Ｃｉｓｃｏ公司的标记交换ＴＡＧ（ＴＡＧＳｗｉｔｃ⁃ｈｉｎｇ）以及Ｉｐｓｉｌｏｎ公司的ＩＰ交换（ＩＰＳｗｉｔｃｈｉｎｇ）技术的基础上，开发出了多协议标记交换ＭＰＬＳ（ＭｕｌｔｉＰｒｏｔｏｃｏｌＬａｂｅｌＳｗｉｔｃｈｉｎｇ）。ＭＰＬＳ于２００１年１月成为因特网的建议标准［ＲＦＣ３０３１，３０３２］。因为ＭＰＬＳ支持面向连接的服务质量；支持流量工程，平衡网络负载；有效地支持虚拟专用网ＶＰＮ。所以，近来ＭＰＬＳ受到网络界的高度重视，上一页下一页返回８.４IP交换技术８.４.３ＭＰＬＳ基本工作原理在传统的ＩＰ网络中，分组每到达一个路由器，都必须查找路由表，并按照“最长前缀匹配”的原则找到下一跳的ＩＰ地址。当网络很大时，查找含有大量项目的路由表要花费很多的时间。在出现突发性的通信量时，往往还会使缓存溢出，这就会引起分组丢失、传输时延增大和服务质量下降。上一页下一页返回８.４IP交换技术ＭＰＬＳ的一个重要特点就是不用长度可变的ＩＰ地址前缀来查找转发表中的匹配项目，而是给每一个ＩＰ数据报打上固定长度“标记”，然后对打上标记的ＩＰ数据报用硬件进行转发，这就使得ＩＰ数据报转发的过程省去了每到达一个路由器都要上升到第三层用软件查找路由表的过程，因而ＩＰ数据报转发的速率就大大地加快了。采用硬件技术对打上标记的ＩＰ数据报进行转发就称为标记交换。“交换”也表示在转发时不再上升到第三层查找转发表，而是根据标记在第二层用硬件进行转发。ＭＰＬＳ可使用多种链路层协议，如ＰＰＰ、以太网、ＡＴＭ以及帧中继等。图８－７是ＭＰＬＳ协议的基本原理的示意图。上一页下一页返回８.４IP交换技术ＭＰＬＳ的基本工作过程如下。（１）ＭＰＬＳ域中的各ＬＳＲ使用专门的标记分配协议ＬＤＰ（ＬａｂｅｌＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎＰｒｏｔｏｃｏｌ）交换报文，并找出和特定标记相对应的路径，即标记交换路径ＬＳＰ（ＬａｂｅｌＳｗｉｔｃｈｅｄＰａｔｈ）。例如在图８－７中的路径Ａ—Ｂ—Ｃ—Ｄ。各ＬＳＲ根据这些路径构造出转发表。这个过程和路由器构造自己的路由表相似。但应注意的是，ＭＰＬＳ是面向连接的，因为在标记交换路径ＬＳＰ上的第一个ＬＳＲ就根据ＩＰ数据报的初始标记确定了整个的标记交换路径，就像一条虚连接一样。（２）当一个ＩＰ数据报进入到ＭＰＬＳ域时，ＭＰＬＳ入口结点（ｉｎｇｒｅｓｓｎｏｄｅ）就给它打上标记，并按照转发表把它转发给下一个ＬＳＲ。以后的所有ＬＳＲ都按照标记进行转发。上一页下一页返回８.４IP交换技术（３）由于在全网内统一分配全局标记数值是非常困难的，因此一个标记仅仅在两个标记交换路由器ＬＳＲ之间才有意义。分组每经过一个ＬＳＲ，ＬＳＲ就要做两件事：一是转发，二是更换新的标记，即把入标记更换成为出标记。这就叫做标记对换（ｌａｂｅｌｓｗａｐｐｉｎｇ）。做这两件事所需的数据都已清楚地写在转发表中。（４）当ＩＰ数据报离开ＭＰＬＳ域时，ＭＰＬＳ出口结点（ｅｇｒｅｓｓｎｏｄｅ）就把ＭＰＬＳ的标记去除，把ＩＰ数据报交付给非ＭＰＬＳ的主机或路由器，以后就按照普通的转发方法进行转发。上述的这种“由入口ＬＳＲ确定进入ＭＰＬＳ域以后的转发路径”称为显式路由选择，它和因特网中通常使用的“每一个路由器逐跳进行路由选择”有着很大的区别。上一页下一页返回８.４IP交换技术８.４.４ＭＰＬＳ的转发等价类ＦＥＣＭＰＬＳ有个很重要的概念就是转发等价类（ＦｏｒｗａｒｄｉｎｇＥｑｕｉｖａｌｅｎｃｅＣｌａｓｓ，ＦＥＣ）。所谓“转发等价类”就是路由器按照同样方式对待的ＩＰ数据报的集合。这里“按照同样方式对待”表示从同样接口转发到同样的下一跳地址，并且具有同样服务类别和同样丢弃优先级等。ＦＥＣ的例子是：（１）目的ＩＰ地址与某一个特定ＩＰ地址的前缀匹配的ＩＰ数据报；（２）所有源地址与目的地址都相同的ｌＰ数据报；（３）具有某种服务质量需求的ｌＰ数据报。上一页下一页返回８.４IP交换技术显然，ＦＥＣ可以有不同的粒度。细粒度的例子是为特定源主机和目的主机之间的特定应用指派的ＦＥＣ。与特定出口ＬＳＲ（不管数据流是从哪一个源结点发送过来的）相关联的ＦＥＣ则是粗粒度的例子。在这种情况下许多应用流聚合到出口ＬＳＲ离开ＭＰＬＳ域，像一颗倒置的树，它的根在出口ＬＳＲ。这种应用流的聚合也称为虚电路合并（ＶＣｍｅｒｇｉｎｇ）。这样做可以大大减少转发表中的项目数。图８－８给出了一个例子。这个图表示，进入一个ＬＳＲ的不同入标记的ＩＰ数据报，在离开ＬＳＲ时都具有相同的出标记，因为它们都是要到达同一个出口ＬＳＲ的。例如，进入标记交换路由器Ｓｌ的ＩＰ数据报，不同的入标记１和３，都对换成相同的出标记２。而进入标记交换路由器Ｓ３的ＩＰ数据报，不同的入标记１和２，都对换成相同的出标记４。上一页下一页返回８.４IP交换技术用ＦＥＣ还容易实现网络负载平衡。网络转发中，传统的路由选择协议只能选择最短路径这就可能导致这段最短路径过载。在ＭＰＬＳ中，通过设置两种ＦＥＣ可以到达同一目的的不同应用流按不同的路径转发，这样可使网络的负载较为平衡。网络管理员采用自定义的ＦＥＣ就可以更好地管理网络的资源。这种均衡网络负载的做法也称为流量工程（ｔｒａｆｆｉｃｅｎｇｉ⁃ｎｅｅｒｉｎｇ）或通信量工程。上一页返回８.５Ｐ２Ｐ网络服务８.５.１Ｐ２Ｐ简介Ｐ２Ｐ工作方式在因特网上应用越来越多，将影响到因特网今后的应用模式和发展。Ｐ２Ｐ是ｐｅｅｒ－ｔｏ－ｐｅｅｒ的缩写，“ｐｅｅｒ”在英语里有“（地位、能力等）同等者”“同事”和“伙伴”等意义。简单地说，Ｐ２Ｐ直接将人们联系起来，让人们通过互联网直接交互。Ｐ２Ｐ使得网络上的沟通变得容易、更直接共享和交互，真正地消除中间商。Ｐ２Ｐ就是人可以直接连接到其他用户的计算机、交换文件，而不是像过去那样连接到服务器去浏览与下载。Ｐ２Ｐ的另一个重要特点是改变互联网现在的以大网站为中心的状态、重返“非中心化”，并把权力交还给用户。下一页返回８.５Ｐ２Ｐ网络服务Ｐ２Ｐ对未来网络发展的影响是深刻的：Ｐ２Ｐ是只读的网络的终结（Ｐｅｅｒ－ｔｏ－ｐｅｅｒｉｓｔｈｅｅｎｄｏｆｔｈｅｒｅａｄ－ｏｎｌｙＷｅｂ）；Ｐ２Ｐ使网民重新参与互联网（Ｐｅｅｒ－ｔｏ－ｐｅｅｒａｌｌｏｗｓｙｏｕｔｏｐａｒｔｉｃｉｐａｔｅｉｎｔｈｅＩｎｔｅｒｎｅｔａｇａｉｎ）；Ｐ２Ｐ使网络远离电视（Ｐｅｅｒ－ｔｏ－ｐｅｅｒｓｔｅｅｒｉｎｇｔｈｅＩｎｔｅｒｎｅｔａｗａｙｆｒｏｍＴＶ）。正如上文所言，Ｐ２Ｐ不是一个新思想，从某些角度看它甚至是整个最初创建互联网的最基本的思想。上一页下一页返回８.５Ｐ２Ｐ网络服务Ｓｅｒｖｅｒ集中式的服务方式有许多技术弊端。一个最主要的问题就是资源无法得到充分利用。Ｓｅｒｖｅｒ集中式的服务方式容易在服务器和网络局部形成瓶颈效应，同时大量的、性能日益提高的客户ＰＣ资源利用不足。有资料统计，全球Ｓｅｒｖｅｒ提供的资源加在一起还不足Ｉｎｔｅｒｎｅｔ资源总量的１％。人们迫切希望能打破Ｓｅｒｖｅｒ的垄断，在Ｉｎｔｅｒｎｅｔ上拥有属于自己的空间。Ｐ２Ｐ技术正是基于这个目标而诞生的。８.５.２Ｐ２Ｐ技术的应用前景Ｐ２Ｐ技术带来的诸多好处是显而易见的。最大的好处就是资源将得到充分利用和最大化的共享，并且Ｐ２Ｐ技术还加强和改进了许多原有的应用。现在在业界，比较认同的Ｐ２Ｐ应用主要有３类，它们是：信息、服务的共享与管理；协作；构建充当基层架构的互连系统。Ｐ２Ｐ在以下场景有好的应用发展。上一页下一页返回８.５Ｐ２Ｐ网络服务（１）实时通信（ＩｎｓｔａｎｔＭｅｓｓａｇｉｎｇ，ＩＭ）。Ｓｅｒｖｅｒｌｅｓｓ型即时通信在当今全球已经变得相当普遍。国外的ＩＣＱ、ＹａｈｏｏＭｅｓｓｅｎｇｅｒ、ＭＳＮＭｅｓｓｅｎｇｅｒ以及国内的ＱＱ等都已经吸引了大量用户使用。ＩＭ是当今Ｉｎｔｅｒｎｅｔ上最受欢迎的应用，它满足了人们对于通信实时性的要求。然而，目前ＩＭ软件还是基于Ｃ／Ｓ模型的，用户的账号、好友列表等信息都保存在Ｓｅｒｖｅｒ上，甚至用户有时发出的消息也需要Ｓｅｒｖｅｒ帮助转发。如果服务商的Ｓｅｒｖｅｒ坏掉了或者正在检修，许多功能就会在一定时间内无法使用。上一页下一页返回８.５Ｐ２Ｐ网络服务Ｓｅｒｖｅｒｌｅｓｓ型的ＩＭ基本不需要Ｓｅｒｖｅｒ的支持，只要人们以某种形式（如：Ｗｏｒｋｇｒｏｕｐ）形成了Ｐ２Ｐ网络互连，就可以相互之间识别并通信，中间过程无需Ｓｅｒｖｅｒ的帮助。这不但会大大降低ＩＭ应用提供商的运营成本，而且减少人们对于Ｓｅｒｖｅｒ稳定性的依赖。无论你是在Ｉｎｔｅｒｎｅｔ上，还是在独立的公司局域网上，甚至是在家中，都可以随时组成Ｐ２Ｐ网络进行通信。（２）实时比赛和游戏。网络游戏的发展速度同样是惊人的，而且现在新推出的游戏大都提供连线对战功能。基于Ｃ／Ｓ模型的连线对战同样需要性能强劲的游戏服务器支持。Ｐ２Ｐ技术允许任何Ｐｅｅｒ可以单独建立区域型的Ｐ２Ｐ网络，可以让Ｉｎｔｅｒｎｅｔ上的任何人随时加入其中，共同游戏娱乐。上一页下一页返回８.５Ｐ２Ｐ网络服务（３）协同工作。实现项目组内协作，Ｐ２Ｐ技术实现的协同工作是无需Ｓｅｒｖｅｒ支持的，而且同样可以组合成一个个Ｗｏｒｋｇｒｏｕｐ，在之上共享信息、提出问题、商讨解决方案等，提供更好的“协同工作”能力。（４）共享文件。共享文件已经相当普遍了，诸如ｅＤｏｎｋｅｙ、ｅＭｕｌｅ等都已经实现了这方面功能。但Ｐ２Ｐ技术真正想提供的是一种无Ｓｅｒｖｅｒ的Ｆｉｌｅｓｈａｒｉｎｇ能力。使用Ｐ２Ｐ技术开发的ＦｉｌｅＳｈａｒｉｎｇ软件，只要十分简单地形成一个Ｐ２Ｐ网络，就可以互相看到对方共享的文件，并随时下载，而且这种Ｆｉｌｅｓｈａｒｉｎｇ比现在的方式更加出色。而且这些是不需要Ｓｅｒｖｅｒ的支持的。上一页下一页返回８.５Ｐ２Ｐ网络服务（５）共享体验。随着Ｗｉｒｅｌｅｓｓ应用的普及，移动设备上网并收发ＭＭＳ等应用已经变得不新鲜了，但对无线业务稍有了解的人都应该知道，我们的ＭＭＳ还都是需要运营商Ｓｅｒｖｅｒ的转发才能实现的。你有没有想过当你遇到一个令你激动的情景，只需要用手机的摄像头对准它，就可以将这个情景以Ｖｉｄｅｏ的形式直接传送到你的朋友们那里，而这些看似只有在科幻电影中才有的镜头，在Ｐ２Ｐ技术中是完全可以方便地实现的。（６）内容分发。Ｃｈａｔｒｏｏｍ中的聊天功能也都支持许多人一起聊天，所有人都能看到聊天信息。Ｐ２Ｐ可以实现一个Ｗｏｒｋｇｒｏｕｐ中２４小时在线互连，并且随时分发通话的信息。新加入这个Ｗｏｒｋｇｒｏｕｐ中的人还可以看到以前的信息。这是Ｓｅｒｖｅｒ－ｂａｓｅｄ的Ｃｈａｔ应用很难实现的。上一页下一页返回８.５Ｐ２Ｐ网络服务（７）音频和影像。现在十分流行的基于网络的电视电话会议应用也很普遍，在许多场合都发挥着重要的作用。而这种系统大都是由主会场的一台Ｓｅｒｖｅｒ做中央控制服务器，将主会场的音频和视频信号压缩编码后通过有线或无线网络不断发送出去，到达分会场后再解码播放。如果想看到分会场的情况，必须不断地将分会场的信号传回主会场的中央Ｓｅｒｖｅｒ，由它再分发到其他分会场。可以看出这个中转过程中浪费了不少网络传输资源。但这是基于Ｃ／Ｓ模型无法避免的弊端。Ｐ２Ｐ技术使所有的会场都处于平等的地位。一个会场的信号会同时广播到所有的会场，会议系统只需要通过切换不同的接收信号，就可以收到所有会场的情况。上一页下一页返回８.５Ｐ２Ｐ网络服务（８）分发产品升级补丁。目前打补丁的方法基本上采用让用户自己下载网站上发布的补丁包，自行安装补丁的方法。Ｐ２Ｐ技术使产品的分发变得十分简单，所有拥有这种产品的人会自动形成一个Ｗｏｒｋｇｒｏｕｐ，并且有严格的身份认证。产品厂商随时在这里提供升级补丁服务，而Ｐ２Ｐ技术会使你的电脑在不知不觉中完成打补丁和各种升级服务。（９）分布式计算。分布式计算是当前计算领域一个热门的研究课题，也是Ｐ２Ｐ技术的高级应用。如何将一个大任务分解为许多个小任务，并通过网络分发到所有Ｗｏｒｋｇｒｏｕｐ中的电脑上进行计算，最后将结果统一汇总到一台电脑上，是分布式计算的一个主要的应用。上一页下一页返回８.５Ｐ２Ｐ网络服务这种想法的初衷是因为现在的ＰＣ计算能力已经大大加强，分布于世界各地的无数台ＰＣ拥有巨大的“计算潜能（ＣｏｍｐｕｔｉｎｇＰｏｔｅｎｔｉａｌ）”。Ｐ２Ｐ技术为完成分布式计算提供了很好的平台。当然真正实现良好的分布式计算还需要许多技术的共同配合才能完成，Ｐ２Ｐ只是核心技术中的一种，但应该看到应用Ｐ２Ｐ技术实现分布式计算的应用正在慢慢实现，许多大公司如ＩＢＭ、Ｉｎｔｅｌ都希望在这一领域有所作为而正在加紧实验。上一页下一页返回８.５Ｐ２Ｐ网络服务８.５.３Ｐ２Ｐ文件共享及原理Ｐ２Ｐ技术不同于前面所说的基于Ｓｅｒｖｅｒ的应用技术，它是基于Ｐ２Ｐ拓扑结构发展起来的一项新型网络通信技术。从诞生之日起，Ｐ２Ｐ的宗旨就是要打破Ｓｅｒｖｅｒ垄断，提供Ｓｅｒｖｅｒ所不能提供的功能，弥补Ｓｅｒｖｅｒ的不足，并充分利用和丰富现有的Ｉｎｔｅｒｎｅｔ资源。也就是说Ｐ２Ｐ不是要从根本上废除Ｓｅｒｖｅｒ，在相当长的一段时间内，会与Ｓｅｒｖｅｒ并存而共同发展。因此，从技术上讲，Ｐ２Ｐ技术一般都是基于成熟的ＴＣＰ／ＩＰ协议的，并且借鉴Ｓｅｒｖｅｒ应用中许多成熟的技术。上一页下一页返回８.５Ｐ２Ｐ网络服务Ｐ２Ｐ非常强调一个词：Ｓｅｒｖｅｒｌｅｓｓ。Ｓｅｒｖｅｒｌｅｓｓ的提出意味着Ｐ２Ｐ技术将Ｉｎｔｅｒｎｅｔ服务提供方式划分为３种，完全基于Ｓｅｒｖｅｒ（Ｓｅｒｖｅ