目前,P2P 網絡作為互聯網中重要的網絡應用,承載著 60% 以上的傳輸流量,它的網絡性對改善 Internet網絡服務質量具有重要作用。而且,隨著 P2P 網絡用戶的增多,其相應的服務質量也必須有所提升,應用范圍也必須擴大,在這樣的背景下,P2P 網絡的應用發展相關的問題逐漸被人們重視起來,并開始研究如何提升P2P 網絡的應用性能,以及如何擴展其應用范圍等問題。
1 P2P 對等網絡的介紹
P2P(Peer to Peer),點對點或對等網絡,是一種網絡體系結構。P2P 技術主要指在對等聯網的硬件形成連接后的信息控制技術,以軟件作為代表形式。該技術開始來自于最初的互聯網通信方式,如在建筑物內電腦主機通過局域網互相連接,而與建筑物之間通過 Modem 遠程撥號互聯不同,其中建立在 TCP/IP 協議之上的通信模式形成了當前互聯網的基礎。追其根源來說,P2P 對等網絡技術并不是新產生的網絡技術,而是新的應用技術模式,是非中心結構。在因特網中,P2P 被定義為是通過在系統之間的直接交換來共享計算機資源和服務的一種應用模式。但其中所說的直接交換需要數據或服務通過中繼設備,并允許因特網上的不同用戶直接使用對方的文件,每個用戶都能直接連接到其他用戶的計算機,進而進行文件交換,不需要通過連接服務器進行下載。
2 P2P 對等網絡的特點
首先,每個對等點的級別相同,具有同等的地位,既能請求服務,也能提供服務,同時擔任著 C/S 模式中的服務器和客戶端兩個職務,而且還具備具有其和高速緩沖存儲器的功能,進而減弱了服務器的功能,甚至取消的服務器的功能。其次,P2P 技術的使用能讓非互聯網的用戶很容易地加入到系統中。例如,在 P2P 的計算環境中,從大型機到移動電話的任何設備都能在任何地點隨意假如到系統中來。而且 P2P 技術不僅僅適用于有線網絡,也能在無線計算技術中發揮功能。另外,P2P模式的網絡中,每一個對等的個體都能西紅芬自由的使用網絡上其他對等體的信息資源,如處理器周期、高速緩存以及磁盤空間等等。此外,P2P 技術是基于內容尋址的方式,其內容除了信息內容外,還包括空閑機時和存儲空間等內容。在 P2P 網絡之中,用戶只需要直接輸入需要檢索的信息的內容即可,不需要輸入信息的地址。
簡言之,與 C/S 模式相比,P2P 負載更加均衡,冗余小和容錯能力更強,能進行有效的搜索,更有研究和發展潛力。其中均衡后子網的平均負載如算式一,均衡后各節點的出度公式如算式二。(其中 d 為節點匯聚連接度,p 為處理力)
3 P2P 對等網絡的應用問題探討
3.1 P2P 對等網絡的主要應用領域
P2P 技術的應用領域主要是內容存儲和共享,P2P對等網絡的業務在逐漸擴寬,不斷涌現出新型的 P2P協議和應用軟件,其應用領域包括文件交換、協同工作、分布式計算、即時通訊和搜索引擎等,詳細論述如下所示:(1)內容存儲與共享:NaPster,Gnutella,Freenet 以及 Edonke 是其中典型的文件共享系統,而 OCeanStore是典型的數據存儲共享系統;(2)分布式計算:分布式計算利用整個網絡上的計算機的閑置中央處理器、內存以及磁盤空間等,進行大規模的運算;(3)通信與協作:
該應用的范圍較為廣泛,包括即時通信、聊天和在線游戲等;(4)分布式搜索:強大的搜索功能是 P2P 軟件十分引以為豪的功能,無需通過 Web 服務器即可通過個人計算機直接進行信息交換,因而也能更深入的搜索文檔內容;(5)軟件電話和媒體通信:通過充分利用對等點的網絡資源,P2P 網絡能實現無線的擴展,而且不會增加搜索時長和費用;(6)網絡流媒體服務:通過使用 P2P 網技術,一個節點可以從其他多個節點獲取數據,而且利用對等點用戶資源,能降低實現流媒體分發網絡的成本,并進一步提升流媒體的業務質量。
3.2 P2P 對等網絡應用存在的問題
雖然 P2P 技術的應用十分廣泛,但其在發展過程中依然存在許多問題,具體表現在以下 6 個方面。(1)監管困難:由于 P2P 對等網絡的優點在于其自由平等的管理方式,也由于這種方式給予了用戶極大的自由,使得 P2P 對等網絡陷入了監管困難的窘境。雖然許多 P2P公司都想通過 P2P 對等網絡開展電子商務活動,但由于付費問題、流量的計算記憶商品價值的驗證等問題暫時都無法克服,所以無法開展對應的工作。(2)帶寬占用:由于 P2P 技術允許用戶直接從網絡上下載大型文件,因而這項技術的實現需要占用大量的帶寬,由此帶寬的限制可能會成為 P2P 對等網絡技術推廣的阻礙。(3)網絡利用效能不高:P2P 對等網絡是架構在底層網絡之上的虛擬網絡,其拓補結構與底層網絡可能不匹配,就會導致消息通信未考慮底層網絡的屬性而無法以最優的方式實現傳輸,而文件下載也會面臨同樣的問題。(4)垃圾信息:P2P 對等網絡用戶多,在用戶進行搜索時很容易獲取大量的信息,其中有用信息的含量較少,大部分是無用信息,也可以成為垃圾信息,而且在缺乏統一管理的情況下,P2P 對等網絡很難對檢索到的結果進行排序,而搜索用戶需要性這些信息中分哪些是對自己有用的信息,需要花費大量的時間,降低了搜索的可靠性和高效性。(5)網絡安全無法保障:P2P 應用沒有服務器的過濾,使用起來的隨意性更強,很多病毒制造者開始編寫依賴于 P2P 技術的病毒,這種病毒傳播速度極快,用戶很難防范,使得用戶的網絡安全得不到有效的保證。(6)標準難以評定:P2P 技術作為一種有著巨大利用潛力的技術,很多公司都想自己制定標準來引導這種技術的發展,其中 Intel 和 SUN 等公司都各自提出過自己的標準和產品,但都未能達成一致的認知。
4 結 語
P2P 技術非常顯著的特點就是變更了互聯網現有的以門戶網站為中心的大型的網狀結構 , 將網絡應用的核心從中央服務器向網絡邊緣的終端設備擴散 , 極大程度地釋放了邊緣終端設備的處理能力 , 提升了終端用戶的資源獲取能力。另一方面 , 隨著 P2P 網絡流量及新興業務和應用的不斷增多 , 使用者和開發者對 P2P 網絡的性能及服務質量的需要求不斷提升。因而必須為了提高網絡服務質量以及網絡利用效率 , 對 P2P 網絡進行更深入的研究,為其發展打下堅實的基礎。
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