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p2p网络的发展zhangye
P2P网络的发展
摘要:
P2P技术是随着Napster带来的共享大潮中普及起来的，尽管处在版权保护的压力下，P2P共享、自由以及更加符合互联网平等、分布本质的特性赋予了其强大的生命力和美好的发展前景，成为其迅速发展的动力，提高了网络的利用价值，节省了用户的时间。
关键词：
P2P技术，P2P共享，发展动力。
Abstract：
WiththeNapsterP2Pisthesharedwiththetideofpopular,althoughincopyrightprotectionunderthepressure,P2Psharing,freedomandequalitymoreinlinewiththeInternet,thedistributionofessentialcharacteristicsgivenitsstrongvitalityandgooddevelopmentProspects,asitsrapiddevelopment.，Morepracticemoreaccurateandincreasethevalueofthenetwork,savingtheusertime.
Keywords:
p2ptechnologyp2pcommunionpowerdevelopment
目录
一、P2P技术的概念和起源··········
二、P2P技术的特性·············
三、P2P技术的应用·············
（一）文件共享P2P技术··················
（二）分布式计算分布式计算········
（三）协作系统协作系统··········
（四）电子商务方面的应用·········
（五）开发出强大的搜索工具········
（六）企业应用·················
四、P2P技术面临的问题··········
（一）P2P的网络拓扑结构的研究•••••••••
（二）数据索引、查找、定位、路由机制以及访问路径•••••
（三）匿名性的支持•••••••••••••••••
（四）P2P网络的支撑技术••••••••••••••
（五）P2P网络的安全问题••••••••••••
五、P2P发展的意义••••••••••••
六、P2P技术的未来··················
引言：
计算机对等网络技术（P2P）是目前计算机网络技术研究领域的热点，其物理连接图如下图1.1—1,也是计算机网络技术未来的发展趋势.P2P技术是通过在系统之间的直接交换实现计算机资源和服务的共享,中间不经过中继设备直接交换数据或者服务的技术,网络用户可以直接使用对方的资济源,而不需要连接到服务器上。
因此,P2P省掉了中间的环节,使得网络上的沟通变得更加容易,更加直接。
图1.1—1对等网物理研究图
一、P2P技术的概念和起源
P2P技术并不是近几年才诞生的新技术,它其实是因特网的本质特征之一。
P2P即PeertoPeer,称为对等连接或对等网络，P2P技术主要指由硬件形成连接后的信息控制技术，其代表形式是软件。
通过建立网页以及在网页中引入链接,我们可以通过点击相关链接来访问其他的网页,通过P2P技术,用户之间可以直接共享存储于本地的文件和数据,是指可以共享包括cpu处理能力在内的计算机资源。
P2P技术有效增进了用户间的联系与交流,P2P技术是一种用于不同PC用户之间、不经过中继设备直接交换数据或服务的技术,它打破了传统的Client/Server模式，在对等网络中，每个节点的地位都是相同的，具备客户端和服务器双重特性，可以同时作为服务使用者和服务提供者。
由于P2P技术的飞速发展，互联网的存储模式将由目前的“内容位于中心”模式转变为“内容位于边缘”模式，改变Internet现在的以大网站为中心的状态，重返“非中心化”，将权力交还给用户.技术背景P2P起源于最初的联网通信方式，如在建筑物内PC通过局域网互联，不同建筑物间通过Modem远程拨号互联。
其中建立在TCP/IP协议之上的通信模式构成了今日互联网的基础，所以从基础技术角度看，P2P不是新技术，而是新的应用技术模式。
今天，P2P再一次被关注主要是由Napster以及ICQ类软件的出现，虽然在Napster之前P2P方式的研究也从未停止。
现在互联网是以S（Server）/B（Browser）或S/C（Client）结构的应用模式为主的，这样的应用必须在网络内设置一个服务器，信息通过服务器才可以传递。
信息或是先集中上传到服务器保存,然后再分别下载（如网站）,或是信息按服务器上专有规则（软件）处理后才可在网络上传递流动（如邮件）。
如今拥有Napster及ICQ类软件的PC（或操作者）就可以选择同样拥有此类软件的另一PC（或操作者）形成互联（直接连接，不通过服务器），双方共享资源，协同完成某种行动。
而拥有同一P2P软件的设备和用户，还可以形成一个为其自己所有的在互联网上的P2P专用网，其基本的网络构成如下图1.1－2所示：
图1.1－2P2P网络的基本构成
二、P2P技术的特性
（1）既是S又是C，如何表现取决于用户的要求，网络应用由使用者自由驱动。
（2）信息在网络设备间直接流动，高速及时，降低中转服务成本。
（3）构成网络设备互动的基础和应用。
（4）在使网络信息分散化的同时，相同特性的P2P设备可以构成存在于互联网这张大网中的子网，使信息按新方式又一次集中。
三、P2P技术的应用
目前,P2P技术的应用主要包括以下方面:
（1）文件共享
P2P技术使任何两台相连的计算机直接共享文档、多媒体和其它文件成为可能。
利用P2P技术,计算机之间可以进行直接交互,而不需要使用任何一台中央服务器。
Napster和Gnutella就是将P2P文件共享技术投入使用的最好例子。
在P2P网络中,对等机通过不同的查询机制定位含有所需资源的其它对等机后,将直接与其建立连接,并下载所需文件。
在Napster模型中,一群高性能的中央服务器保存着网络中所有活动对等机地址信息机器共享资源的目录信息。
当需要查询某个文件时,对等机会向一台中央服务器发出文件查询请求。
中央服务器进行相应的检索和查询后,会返回符合查询要求对等机地址信息列表。
查询发起对等机接收到应答后,会根据网络流量和延迟等信息进行选择,与合适的对等机直接建立连接,并开始文件传输。
与Napster模型相比,Gnutella中取消了以中央服务器为核心的目录式结构,主要通过对等机之间与相邻机之间的连接遍历整个网络体系。
在该模型中,为了查找某个文件,对等机首先向与之相邻的所有活动对等点以广播方式发送一个查询请求包。
其它对等机在接收到该查询请求包后,检查本地是否有符合查询请求的文件内容,如果有,则按查询请求包的发送路径返回一个查询相应包。
无论本地是否存在符合查询请求的文件内容,其它对等机都将该查询包通过广播式继续在网络中传递,直至查询包中TTL（TimetoLive）属性递减为零时停止转发。
（2）分布式计算（DistributedComputing）
分布式计算是P2P技术的另一个重要特征。
简单的说,分布式计算机就是把原来需要超级计算处理的庞大任务进行分块,并通过位于系统控制中心的调度软件对分块任务进行调度和管理,分发给许多普通计算机来执行其具体运算操作,操作完成后将结果返回给控制中心。
自1999年开始,美国伯克利加利福尼亚大学的SETI@home研究计划就是一直在使用P2P计算方法来分析星际间的无线电信号,也正是SETI@home计划进一步推动了最近的P2P技术热潮。
该计划中使用的软件可以利用参与这一计划的计算机的空闲时间进行复杂计算。
其系统框架和NetBatch系统比较相似。
不同的是,分块的计算任务是在用户计算机空闲时被执行。
在工作工程中,这套软件提供的屏幕保护程序会在计算机上显示一些图形,表明计算机正对无线电进行分析。
如果某个用户的计算机破译了一小部分隐藏在无线电波中的谜题,它就会将结果送回SETI@home研究计划设在伯克利的总部。
到目前为止总共已经有240万多人向SETI@home研究计划无偿贡献计算机未被使用的处理时间。
这些计算机结合在一起完成的运算量每天有所不同,但通常都会超过世界上运算速度最快的单台计算机——国际商用机公司IBM生产的价值1.1亿美元的超级计算机。
经权威机构评测,SETI@home研究计划使用的是一台相当于15teraflops（trillionfloatingpointoperations）级别的机器,而IBM生产的最快的超级计算机运算级别只有12teraflops。
（3）协作系统（collaborativeSystem）
协作系统构成了完全另外一种类型的P2P网络:
一群一起工作的用户相互间共享着不同的因特网资源,但他们通过协同工作完成一项共同的任务。
和文件共享形式不同,协作系统中的一个用户可以在同一时刻将一个信息多点传送到若干个用户。
适用于这种引用的最佳架构目前仍在研究之中。
由美国Lotus公司创办的GrooveNetwork就是最为著名的P2P协作技术应用研究组织之一。
它利用中继服务器完成P2P多点传送。
利用P2P技术,协作系统通过一组静态或动态的服务器进行路由信息优化。
其核心思想是,当一群因特网客户被划分为一个工作组后,他们的中继服务器可以动态地创建在小组中某一台主机上。
因此,虽然因特网客户可能分布于世界各地,但中继服务器可能就处于网络的中间处。
综上所述,这种类型的P2P应用将对等主机和服务器这两种传统交流上,Groove为用户提供了一系列的应用工具（tool）,并在此基础上允许用户与网络上的其它用户一起建立所谓“共享空间”（SharedSpace）。
运行Groove的用户可以使用E-mail或者InstantMessaging（即时消息传递）邀请参与者进入共享空间。
当其它用户接收该邀请的时候,共享空间会在每个参与者的屏幕上显示出来。
随后,这个工作组就可以使用即时消息传递、论坛、共享电子公告牌来进行通信。
例如,某个参与者将一个Word文件拖放到共享桌面空间中,Groove会将同样的文件放入到其它用户的系统中。
该软件对所有的通信都进行加密,包括达成会晤的最初请求在内,以确保共享空间的安全。
与客户机ö服务器模式和基于Web的解决方案不同,Groove并不需要中央管理或者服务器资源。
Groove的共享空间是动态的,并且一旦用户确定没有使用这些空间的必要,它们会立刻消失。
Groove中消息传递的内容和格式也是动态的,系统使用XML文档来显示信息并传递在工作组协作中发生变更的那些内容。
（4）电子商务基于P2P技术的直接性和易扩展性,该模式很适用于用户之间的商品买卖,目前它主要可以被应用于以下方面:
金融服务，由于P2P的沟通只单纯涉及沟通的双方,不会有第三者知道双方沟通的信息,所以P2P非常适合发展在线金融服务。
美国的Billpoint公司已将P2P技术应用于电子商务的付费机制,在eBay（在线拍卖网站）上已经向全球很多国家的适用者提供了这种技术,他们直接用彼此的信用卡进行交易。
电子商务集市:
Lightshare公司将推出一种服务,让电脑使用者直接通过其电脑销售数字产品,而不用经由eBay的客户机服务器模式,最后发展成为今天的P2P模式。
该技术直接通过买卖双方的电脑进行交换,任何交换对内容其实都不在Lightshare公司的电脑内,该公司起到的作用只是加速资料的交换过程而已。
广告行销:
通过P2P应用程序可了解用户对信息的偏好,这是一种很好的客户信息手机系统。
通过P2P让广告商首次挖掘到消费者对音乐、电影、软件等任何可交换数字文件的偏好,其广告效力高于传统的标题式或电子邮件。
（5）以P2P为基础的深度搜索引擎P2P技术的另一个优势是开发出强大的搜索工具。
P2P技术使用户能够搜索所有文档,而且这种搜索无需通过Web服务器,也可以不受信息文档格式和宿主设备的限制,可达到传统目录式搜索引擎（只能搜索到20%-30%的网络资源）无可比拟的深度。
除了以上介绍几种应用之外,还有一些无法预见或无法定论归类的应用模式。
因为作为一项新技术,人们对P2P的认识还很不完整,而完整的认识还需要在实践中渐渐形成。
很大程度上,P2P的吸引力来源于它零成本、病毒式的传播方式上。
（6）企业应用：
应用P2P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ICQ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，ICQ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ICQ用户）。
另一方面，ICQ的使用也会使部分用户放弃Email，侵蚀Email市场。
Napster类的文件共享型P2P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，做到了基本的双向交流。
由于P2P技术方案不同于S/C方式的特性，可以在许多方面弥补S/C方式的不足，P2P产品将建立互联网上的一种新的应用模式，这时用户不仅在PC装有浏览器，而且还有数种P2P软件来实现新的互联网应用。
比如一个计算机配件经销商可以通过Email或浏览器（如果对方也通过P2P技术发布信息，则也可以用P2P软件）得到其上游厂家最新推出的产品信息及价格，研究了这些信息，并落实订货事宜之后，启动P2P软件，将新的产品及售价发布到重要客户的P2P联络站上，其中一个未上网的用户通过手机也知道了这消息。
不久，经销商将收到客户的在线询问，而经销商在线回答问题的同时又将一个驱动程序传给了这个客户。
这一切的操作均是通过互联网，而对象是厂家人员或客户，这样就真正利用互联网做到了面对面的交流，更加接近现实社会的人际交流习惯。
其中以在软件方面的应用极为突出，不久前，Linux软件商Lindows（现已更名为Linspire）宣布将其操作系统经由P2P网络免费发放。
LindowsOS的零售价是29.95美元，以往它通过光盘或在网上销售。
一段时间以来，Lindows公司一直在考虑如何利用P2P技术来推动业务，现在它终于决定，在P2P网络上公开提供LindowsOS.这样不仅可以降低Lindows服务器提供下载的费用，而且Lindows公司还可以向文件共享网络中的百万用户推荐LindowsOS.用户免费得到LindowsOS后，有可能会从L购买Lindows公司的其他产品和服务。
Lindows的举措给P2P产业带来了一种新的思考方向。
P2P软件使用户的计算机在互联网上由单纯的Web信息的被动消费者变成积极的资源，而将网络上通常闲置或拥有巨大空白磁盘空间的众多强大计算机连接起来。
这些技术特性促使P2P应用迈向企业级。
利用企业PC机的空闲磁盘空间和CPU周期，可确保使其IT投资更灵活并带来更多的回报。
在科学或技术性软件中，计算机的实际处理能力是必需的。
P2P的一种，即为人熟知的网格计算，作为一种虚拟的超级计算机，能以较低成本产生与超级计算机相似的结果。
P2P和Web服务（如微软的。
net和Sun公司的N1策略）有很多相似之处。
“Web服务”实际上是P2P计算的一个子集，P2P网络是由在较少的集中控制下能够彼此自由通信的计算机和应用程序构成的分散结构。
这种分散的结构正在被广泛地认可并将对信息技术的获取和利用方式产生巨大的影响。
所有这些导致了为在不同领域建立P2P应用而进行一系列探索。
同时也吸引了一些IT翘楚的关注，包括IBM、Intel、Sun以及微软，它们都积极支持P2P在不同领域的应用。
LotusNotes的开发者RayOzzie创办了GrooveNetworks公司，提供基于P2P平台的软件和服务，以使企业中的小部门能协同工作或与其他企业合作。
微软就曾于2002年为GrooveNetworks投资5100万美元，为网格计算基础设施供应商Globus投资100万美元，并且参与了英国政府的GEODISE项目。
微软还对WindowsXP进行强化，推出开发工具，让用户更加容易地开发P2P应用。
Intel研发的P2P应用Netbatch则集结了1万台工作站的运算能力，以加速芯片设计。
Netbatch每月处理270万个作业，极大地加速了芯片确认的过程。
自使用Netbatch后的10年里，Intel将集合运算能力从35%提升到80%以上，相应节约了5亿多美元的支出。
几年前，Sun公司并购了两家P2P专业公司Infrasearch和Gridware，并开发出了自己的P2P软件JXTA.前不久，Sun表示要将JXTA开发的软件并入其商业软件产品中。
Sun软件市场总监IngridVanDenHoogen表示，未来1～2年，Sun会将JXTA并入自己的服务器和台式机产品线——JavaDesktopSystem和JavaEnterpriseSystem中。
Sun的Java服务器产品线会通过采用JXTA的一些P2P计算特性，而提升其门户服务器或calendarserver的管理性和可扩展性。
此外，该公司也会将对等计算引入其N1计划，而以更加统一的方式管理复杂数据中心。
与此同时，对于JXTA在第三方公司的应用，Sun丝毫也没有懈怠。
据称，JXTA计划目前已有1.6万多名会员，而JXTA软件已被下载200多万次。
P2P结构并非有利于所有商业应用。
对不同的商业应用的特点及有关问题的分析表明，它对两个领域尤其产生影响，并能提高其收入。
其一，软件供应商，主要体现在与协作及信息共享有关的知识管理应用。
其二，网格计算，借此标准计算机通过网络协同工作，以较小成本实现超级计算机的处理能力。
其中，P2P技术在企业P2P互联网应用的几个侧重：
（1）企业协同
企业协同包括两大方面，一是企业内部的员工与员工、部门与部门、员工与部门之间的协同，无论部门及员工处在何种地理位置，只要拥有网络，双方存在信息沟通的要求，就可以利用P2P软件协调双方的行为。
信息的种类及行为目的可以是多种多样的，如日程安排、通知发布、单据的审批、文件传阅和分发、方案的评比（表决）、计划协调等等这些可以通过电子文件表达的信息均可以通过软件来表达，并以此将使用者联系在一起。
P2P应用更适用这当中更多需要用户交互的部分，如计划协调、日程安排等。
二是企业与企业之间的行为协同，这种协同的互动的多样性和复杂性要高于企业内部的协同。
从简单的会议日程安排、公文往来，到报价、询价订货系统、订单跟踪、电子化交易。
（2）企业门户
新型企业门户不再简单地以一个网站来实现，它不但综合了为企业内部员工或部门的服务，还可以为企业伙伴及用户服务，同时也是企业管理者了解企业运行状态，调控企业运行的管理工具。
企业各个部分的运行情况均可以通过它传递给允许接触到相关信息的使用者。
管理者可以通过门户掌握企业的动态，调控企业的运行，直达下级领导建立沟通。
而企业内部的员工与企业外部的伙伴或客户均可通过这一平台找到相关的人（工作人员），建立起这样那样的信息交流通道，实现不同的协作目标。
这将综合S/C技术和P2P技术，P2P部分将实现信息定向推送，实时沟通和数据互动。
（3）P2P群集和VPN
构建于互联网之上的P2P应用不再简单地限于两个点，完全可以扩展到多点的群集，形成互联网中的一个虚拟的子网，构成一个精简的VPN。
这样一来，通过相对简单的，仅仅是对P2P用户端软件的操作，用户就可以主动地选择不同的VPN并加入，同时也就使VPN同时存在于互联网之中。
个性化、专业化同时又是开放（基于互联网）的VPN的出现，使信息的集中和流动更接近现实社会的信息流动方式，更易于为人们所接受。
比如喜爱音乐的人们建立了自己的音乐VPN，擅长编程的设计师可以建立自己的程序员VPN，而对于企业，行业化、渠道化的组织终于有了一个在互联网上安家的便捷途径。
可以预计，行业化的目录服务、信息服务将通过此方式迅速涌现，为企业电子商务打下一个良好基础。
（4）人机远程互动和机机互动
远程监控和调试已经运用在许多工业场合，甚至也出现了一些通过网站方式运行的方案，但网站方式在速度和交互性方面的缺陷使得用户无法接受。
P2P方案为这方面的应用开辟了新的天地，利用它，一个锅炉厂商可以通过互联网帮助其客户调控其锅炉的运行状态，而我们也可以在回家的路上用手机将家中的空调提前打开。
（5）宽带网及无线移动网应用
当带宽达到数据流要求的容量，如实时音频、实时视频，人们期待已久的多种网络应用就会呈现在面前。
而特别能满足交互需要的P2P技术更有一块施展的天地，电话会议、视频会议、远程教育、培训、安装调试等等都将为企业带来P2P技术的新应用。
实际上ICQ作为P2P技术已经开始应用在手机短信上。
四、P2P技术面临的问题
虽然在很短的时间内,伴随着微软、IBM、Motorola、Intel和HP等大公司的加盟,P2P技术得到了快速的发展。
但从目前应用现状看,P2P技术本身仍存在着很多亟待克服的困难：
1.P2P的网络拓扑结构的研究
拓扑结构是指分布式系统中各个计算单元之间的物理或逻辑的互联关系，节点之间的拓扑结构一直是确定系统类型的重要依据，目前互连网络中广泛使用集中式、层次式等拓扑结构，Internet本身是世界上最大的非集中式的互联网络，但是九十年代所建立的一些网络应用系统却是完全的集中式的系统、很多Web应用都是运行在集中式的服务器系统上。
集中式拓扑结构系统目前面临着过量存储负载、Dos攻击等一些难以解决的问题。
层次式拓扑结构是一种应用比较广泛的分布式拓扑结构，DNS系统是其最典型的应用。
P2P系统一般要构造一个非集中式的拓扑结构，在构造过程中需要解决系统中所包含的大量节点如何命名、组织以及确定节点的加入、离开方式、出错恢复等问题。
最新的成果都是基于DHT（DistributedHashTable）的分布式查找和路由算法，通过分布式哈希函数，将输入的关键字惟一映射到某个节点上，然后通过某些路由算法同该节点建立连接。
典型的这一类P2P网络拓扑结构模型有CAN、Chord、Pastry、Tapestry、Grid等。
P2P（Peer-to-Peer）可以理解为“端到端,点到点”,它是一种分布式网络,又称对等网[1]。
P2P不同于目前因特网所采用的传统的B/S或C/S模式,在传统模式下,任何的网络应用都要通过中心服务器才能完成,因此要求服务器有较高的性能。
而P2P是一种分布式网络,网络中的任何一个对等体既可作为客户端又可作为服务器端,P2P中每个对等体的地位都是平等的,它弱化甚至代替了服务器的功能,实现了对等体与对等体之间的直接互联,因此P2P被广泛的理解为Pc-to-Pc。
P2P网络拓扑模式的发展经历了三个阶段:
集中式P2P、分布式P2P和混合式P2P,目前主要采用混合式P2P。
（1）集中式P2P
集中式P2P结构是最早的P2P应用模式,因其仍具有中心化的特点也被称为非纯粹的P2P结构。
集中式P2P模式的拓扑结构类似于B/
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