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1、2019/5/24,P2P原理与技术,Firewall,因特网洲际主干,洲际主干,ISP,消费者用户,第三方内容,Web 服务器,应用服务器,因特网主干,地区网络,企业网提供商,ISP,专业提供商,本地 ISP,T1,社团用户,社团网络,数据库,消费者用户,Peer,Peer,Peer,Peer,林卓林 01661232 电子与信息工程学院,2019/5/24,P2P原理与技术,1.概述 2.构件与算法 3.关键技术特性 4.研究与未来,2019/5/24,1.1 什么是P2P,P2P：Peer-to-Peer 对等(网络，计算);端到端 以非集中方式使用分布式资源来完成关键任务的一类系统和应
2、用 资源包括计算能力、数据（存储和内容）、网络带宽和场景（计算机、人和其它资源） 关键任务可能是分布式计算、数据/内容共享，通信和协同、或平台服务 典型位置：因特网边界或ad-hoc网内,2019/5/24,P2P的效果,巨大的扩展力 通过低成本交互来聚合资源，导致整体大于部分之和。 低成本的所有权和共享 使用现存的基础设施、削减和分布成本 匿名和隐私 允许对等端在其数据和资源上很大的自治控制,2019/5/24,P2P Network,Linux,NAT,TCP/IP,Bluetooth,HTTP,Firewall,TCP/IP,TCP/IP,Application,XP,P2P的网络基本构
3、成,2019/5/24,1.2 P2P的定义,Intel 工作组：通过在系统之间直接交换来共享计算机资源和服务的一种应用模式 A.Weytsel:在因特网周边以非客户地位使用的设备 R.l.Granham: 通过3个关键条件定义 具有服务器质量的可运行计算机 具有独立于DNS的寻址系统 具有与可变连接合作的能力 C.Shirky: 利用因特网边界的存储/CPU/内容/现场等资源的一种应 访问这些非集中资源意味着运行在不稳定连接和不可预知IP地址环境下，P2P节点必须运行在DNS系统外边 具备有效或全部的自治,2019/5/24,Kindberg:独立生存的系统 D.J.Milojicic:给对
4、等组提供或从对等组获得共享 对等端向组给出某些资源，并从组获得某些资源 Napster:把音乐供给组内其他人，并从其他人获得音乐 捐赠计算资源用于外星生命的搜索或战胜癌症，获得帮助其他人的满足 另一种应用模式选择： 相对集中式、和C/S模式 纯P2P：没有服务器的概念，所有成员都是对等端 并不是全新的概念 早期分布式系统：如UUCP和交换网络 电话通信 计算机网络中的通信、网络游戏中的诸玩家 自助餐，志愿组活动,2019/5/24,1.3 P2P 与 C/S,二者在结构和构成上有很大区别 管理能力、构态能力、功能（查找或发现）、组织(分层与网孔)、元素（DNS）和协议(IP) 但又无明显边界
5、都能运行在不同的（Internet / Intranet）平台上 都能服务传统或新的应用：eBusiness eServuices ,返 回,2019/5/24,2 构件与算法,P2P结构抽象：由许多构件组成（非正式划分）,2019/5/24,资源聚合,P2P通过提供Peers间基本的交互来聚合其系统上可用的资源 资源范围广泛 文件和其他常驻在计算机内的内容，大量的文件共享系统解决了这类资源的聚合问题 但资源可定义为：在给定Peer设备上可用东西。如CPU处理能力，带宽，能量和磁盘空间等等,2019/5/24,可靠性,P2P系统中困难的问题 固有的分布式特点使保障可靠性很困难 通常解是：冗余
6、计算密集模式中，当检测到某机失效，则该任务可启动其它可用计算机 相同的任务可分配到多个Peers上 在文件共享系统，可在许多Peers上部署重复DB 丢失的消息可重发或沿着多个通路同时发送,2019/5/24,应用说明,构成与功能 工具、例程和服务 详细描述应用，以协调现行P2P设施上的某些应用 适应于 分布式调度（科学、金融、生物计算） 内容和文件共享（音乐MP3文件交换） 运行在协同和通信系统上面的特别应用，如日历、笔记、消息和聊天,2019/5/24,BitTorrent原理,Tracker,A,D,C,B,返 回,2019/5/24,3. P2P关键技术特性,3.1 非集中化:置疑 C
7、/S 模式 集中化 在访问权限和安全上容易管理 但不可避免导致:低效/瓶颈/资源浪费 尽管硬件性能和成本有了改进,但建立和维护集中化知识库成本高昂,需要人员智能化地建立,保持信息的相关和更新 非集中化:更强有力的思想 强调用户端所有权,对数据和资源的控制 每个Peer都是平等的参与者 实现更困难(无全局服务器,看不到全局Peers及其文件) 这也是当前混合模式存在的原因,2019/5/24,匿名,目的 重要目的是让人们使用系统时不用关心法律问题和其他节外生枝的问题 进一步目的可能使数字内容的审查制度形同虚设 匿名形式 作者:可以不标识文件的作者或创建者 发布者:可以不标识对系统而言的文件发行者
8、 读者:可以不标识文件的读者或其他消费数据者 服务器:可以不标识含有未被标识文件的服务器 文件:服务器并不知道它存储的是什么文件 查询:服务器并不告诉它正用何文件在响应用户的查询,2019/5/24,所有权成本,P2P的前提 共享所有权 共享所有权减少了自有系统/内容/和维护它们的代价 SETIhome 比当今世界上最快的计算机还快,而且成本只是它的1% Napster 音乐共享的全部理念是基于每个成员把音乐文件贡献到文件池中去,其他文件系统也一样. P2P协同/通信/平台 集中化计算机存储信息的削减也减少了所有权和维护成本 美国的无线通信采用了类似的方法寄生网格:在用户之间共享家庭安装的80
9、2.11带宽,在成本上同安装有无线基础设施的公司竞争,2019/5/24,防火墙,P2P系统天生需要Peers间直连 内外网隔离减少了应用的访问权限 如FW阻止返回的TCP连接，导致FW内的计算机不可访问 更坏是：家庭用户频繁使用伪装IP或NAT保持同几个计算机之间因特网连接 但FW让TCP80端口常开，使隐藏机和因特网可保持连接 两个均在FW后Peers通信就更难了，需要中继服务器提供二者间的连接,2019/5/24,非技术挑战,接受和使用 每个Peer端依赖另一端提供服务，故必须存在大量可用的Peers提供服务 Gnutella下载者多，上载者少 用户群分裂的危险 个体一般只加入一个或少数
10、几个P2P系统，因无更多资源同时支持多个系统 每个新系统引入，必然分裂用户群，并危害所有其它P2P系统，Napster和即时消息都有这个问题 规模 很多算法依赖用户的规模；需要知道每个本地Peer，但有很少的全局信息和知识 发布控制：版权，威胁传统服务,返 回,2019/5/24,4. P2P的未来,P2P将变得更成熟 增加交互性 更多连接到因特网 健壮的应软件 P2P是一重要的方法 可扩展性对网络、系统和应用始终都是一个待解决的问题（全球、无线） 世界总有不被连入的部分，需要Ad-hoc和非集中组 系统组成和应用固有是P2P而须借助该解,2019/5/24,思想方式 根本原因是用对等互助模式
11、替代目前服务和被服务模式 在互助中提供规模服务似乎矛盾，但实际生活中的确存在，如资助餐厅、自驾车旅游团，网络 似乎不应该限制，而是在寻找其中的商机 取系统边界的资源的优点 支持用户间的直接交互 一种模式 P2P并不是所有未来问题的解，有其强势和弱势 一个实现的选择,应依据系统或环境的特性,2019/5/24,P2P流量对网络带宽的影响 P2P音视频文件共享占50-60%流量(白天),晚上占90% P2P成组连接方式对网管的影响 网管如何识别和控制P2P流 如何防止违反数字知识版权法规 如何提供基于P2P的服务 商业模式? P2P与IPV6的充分结合,对网络管理的影响,2019/5/24,至少存
12、在3个方面对未来有影响 P2P算法：可能有很大的机会；世界变得越来越非集中化和连接化；需要P2P算法来克服可扩展、匿名和连接问题 P2P应用：最有可能成功，如Napster P2P平台：可能广泛采用JXTA,2019/5/24,学习动物精神,11、机智应变的猴子：工作的流程有时往往是一成不变的，新人的优势在于不了解既有的做法，而能创造出新的创意与点子。一味 地接受工作的交付， 只能学到工作方法 的皮毛，能思考应 变的人，才会学到 方法的精髓。,2019/5/24,学习动物精神,12、善解人意的海豚：常常问自己：我是主管该怎么办才能有助于更好的处理事情的方法。在工作上善解人意， 会减轻主管、共 事者的负担，也 让你更具人缘。,2019/5/24,谢谢大家！,
