简论P2P与其运用和面对挑战

摘要：P2P打破了传统的C/S（Client/Server，C/S）模式，改变了互联网中“内容”所在的位置，内容正在从“中心”走向“边缘”，数据在对等点间直接传递，该文介绍了P2P技术并分析了其应用和面临的挑战。
关键词：P2P技术应用挑战
1009-3044（2013）11-2557-03
早在20世纪70年代中期，源于局域网中文件共享的P2P 技术就开始流行起来。然而，受早期计算机性能、资源等因素的限制，大多数连接到互联网上的普通用户并没有能力提供网络怎么写作，从而逐步形成了今天以少数怎么写作器为中心的客户机/怎么写作器架构。但是，随着互联网对人们生活的逐步深入，人们需要更直接、更广泛的信息交流。普通用户希望能够更全面地参与到互联网的信息交互中，而计算机和网络性能的提升也使这种愿望有了实现的可能性。2000年用于共享MP3音乐的Napster 网站与美国唱片界的一场官司将P2P 技术重新带回人们的视野，P2P再一次受到了广泛的关注。继Napster之后，各种基于P2P技术的应用风起云涌，P2P成了Web站点上讨论的热门话题。

1 P2P的含义

1.1 P2P的概念

关于P2P概念的描述有许多种说法，P2P可简单的定义为通过直接交换实现对计算机（称为对等点）资源和怎么写作的共享。IBM为其下了更为详尽的定义：P2P系统由若干互联协作的计算机构成，且至少具有如下特征之一：系统依存于边缘化（非式怎么写作器）设备的主动协作，每个成员直接从其他成员而不是从怎么写作器的参与中受益；系统中成员同时扮演怎么写作器与客户端的角色；系统应用的用户能够意识到彼此的存在，构成一个虚拟或实际的群体。
P2P技术是一种用于不同计算机用户之间，不经过中继设备直接交换数据或怎么写作的技术，它允许Internet用户直接使用对方的文件。在这样的系统中，数据被保存在用户的计算机中，而不像以往的C/S模式那样把数据存放在集中的怎么写作器上。每个人可以直接连接到其他用户的计算机，并进行文件交换，而不需要连接到怎么写作器上再进行浏览与下载。因为消除了中间环节，P2P技术使得网络上的沟通变得更容易、更直接。P2P网络结构区别于Client/Server结构或Browser/Server（浏览器/怎么写作器）结构最显著的特点是整个网络不存在中心节点（或中心怎么写作器），其中的每一个对等点大都同时具有信息消费者、信息提供者和信息通讯这三方面的功能。

1.2 P2P的特点

1.2.1 分散化

P2P有一个主要特点就是分散化，Web包含的资源和怎么写作均匀分布于全部节点上，节点相互间可以直接传递数据和提供怎么写作，不需要借助怎么写作器，消除了相关的系统限制。就算复杂的P2P系统，只有在寻找、定位和核实资源的过程中才需要使用中心怎么写作器，而最后的数据变换还是直接依靠节点进行。这样能很大程度地减少使用中心怎么写作器的信息和功能。

1.2.2 可扩展性

过去的的C/S模型，怎么写作器限制了系统可以接受的用户数量和进行怎么写作的功能。每个怎么写作器的负载都有一个特定的阈值，超过这个阈值之后，怎么写作器运行时逐渐变慢，严重时可能崩溃。要满足广大的网络用户，则要对怎么写作器大量采用硬件配置高的电脑，提供宽带怎么写作。为了达到这个要求，需要集群技术。但是使用这个体系，怎么写作器在执行同步的过程中造成了不少多余的浪费，也使系统模块的增加受到制约。越来越多用户在使用P2P网络，即使提高了怎么写作要求，但系统全局的信息和怎么写作功能也同时在增强，给用户提供了很多方便之处。因为节点间执行了多数的处理，即便使用混合模式，也能大幅度降低对怎么写作器的依靠，还可以使用户数量达到百万以上。纯粹的P2P系统，全部都是分布式的，没有限制点，从理论上理解它的扩展功能是不受限制的。

1.2.3 健壮性

网络上经常会发生拥堵、节点失败、中断等多种问题，造成了系统的不问性和怎么写作的间断性。过去的怎么写作模式通常为集中式，整套系统的核心就是怎么写作器，如果出现问题全部用户都受干扰。怎么写作在P2P体系中分布于每个节点，有些节点或者网络受到攻击时，相关部分受影响较小。一些节点无效时，P2P模型可以自行调节网络拓扑，使另外节点具有稳定的连通性。P2P系统实际上经常自动进行连接，节点的参与和撤离不受约束，也让P2P天生具有耐攻击、高容错的特点。

1.3典型的P2P系统

1.3.1 混合模式

将P2P带入网络世界的一个著名例子是Napster（），它主要用于MP3文件共享。Napster网站1999年投入运行，到2000年12月，该软件已被累计下载了5千万次，使P2P迅速风靡全球。Napster的成功促使人们认识到把P2P拓展到整个互联网范围的可能性。以前，用户从网上下载歌曲的方法就是访问某个特定网站（怎么写作器），然后从其下载选中的歌曲。如果有很多用户同时访问这个网站并下载歌曲，就很容易造成网络阻塞。Napster与以往的提供免费音乐下载网站的不同之处就是N

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apster的怎么写作器上没有一首歌曲。Napster采用了集中式的目录怎么写作器机制，目录怎么写作器集中存放对等点的地址信息和所保存数据的信息。这种集中式的目录怎么写作器可以对请求的数据进行快速查找并能够返回最合适的节点。实际的文件传输将在请求节点和目的节点之间通过TCP连接直接进行。如图1所示。
1.jpg> 图1 Napster类型的混合模式系统
这里的怎么写作器仅用于协助对等节点之间建立连接，一旦连接成功，怎么写作器便不再起作用，对等节点之间直接通信。这不同于C/S 模式中的怎么写作器，可以认为是弱化了怎么写作器的作用。这种模式易于发现网络节点、易于管理且安全性较好，但也避免不了集中方式的脆弱性，即一旦怎么写作器失效则整个系统就会瘫痪。

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