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1、1 NJUPT 徐小龙徐小龙副教授/博士副教授/博士 南京邮电大学-计算机学院每的主动协作;每 个成员从其他成员而不是从服务器受益;系统中的个成员从其他成员而不是从服务器受益;系统中的 成员成员既是服务者又是消费者既是服务者又是消费者;系统应用的用户能够;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。意识到彼此的存在，构成一个虚拟或实际的群体。 NUPTP2P 1.1 什么是什么是P2P? 1 P2P概述概述 Intel 主要通过主要通过直接交换直接交换来共享计算机资源和服务的系统来共享计算机资源和服务的系统 专家M专家Milleriller P2P网络中的每个计算机有同等的
2、能力和责 任. 并定义了五个关键特性。 ?网络提供点到点实时数据传输网络提供点到点实时数据传输 ?节点既是客户端又是服务器节点既是客户端又是服务器 ?网络的内容由分布的节点提供网络的内容由分布的节点提供 ?节点具有网络控制权和自治权节点具有网络控制权和自治权 ?网络允许动态与匿名节点参与网络允许动态与匿名节点参与. NUPTP2P 1.1 什么是什么是P2P? 1 P2P概述概述 Hp Lab 以分布式方式利用分布式资源完成关键功能的 系统. 典型的P2P系统主要应用在互联网边缘或者 Ad Hoc网络环境。 Ian Foster P2P技术技术为加入为加入Internet的资源使用者和提供者提
3、供的资源使用者和提供者提供 了非中心化的、自组织的、对称的了非中心化的、自组织的、对称的分布式环境分布式环境，在广域，在广域 范围内实现了对数据信息、存储空间、计算能力、功能范围内实现了对数据信息、存储空间、计算能力、功能 组件、通信资源的充分利用。组件、通信资源的充分利用。 NUPTP2P A.一种思想一种思想:由地位对等的实体所由地位对等的实体所 构成的分布式计算环境构成的分布式计算环境. 1.1 什么是什么是P2P? 1 P2P概述概述 我们的观点我们的观点 B.一种网络应用模式一种网络应用模式:弱化了服务器弱化了服务器 功能功能,不存在绝对的权威节点不存在绝对的权威节点 NUPTP2P
4、 PeerPeer- -toto- -PeerPeer AA 集集体体参参与与性性集集体体参参与与性性: :P P2 2P PP P2 2P P 扩扩大大了了资资源源交交换换扩扩大大了了资资源源交交换换 的的方方式式和和范范围围，的的方方式式和和范范围围， 每每个个参参与与交交换换的的每每个个参参与与交交换换的的 用用户户都都可可能能同同时时用用户户都都可可能能同同时时 成成为为资资源源的的生生产产成成为为资资源源的的生生产产 者者和和消消费费者者。者者和和消消费费者者。 BB 资源服务分布资源服务分布资源服务分布资源服务分布: :P2PP2PP2PP2P设备提供设备提供设备提供设备提供 的服
5、务是的服务是的服务是的服务是WebWebWebWeb环境下很难实现环境下很难实现环境下很难实现环境下很难实现 的。的。的。的。WebWebWebWeb站点服务器往往承担站点服务器往往承担站点服务器往往承担站点服务器往往承担 着相当集中并且繁忙的工作着相当集中并且繁忙的工作着相当集中并且繁忙的工作着相当集中并且繁忙的工作 ，而客户端，而客户端，而客户端，而客户端PCPCPCPC机的资源和服机的资源和服机的资源和服机的资源和服 务被大量闲置。务被大量闲置。务被大量闲置。务被大量闲置。 C C 直直接接性性直直接接性性: :在在网网在在网网 上上，上上，P2P2P PP2P2P P的的用用的的用用
6、户户可以可以享受享受最最户户可以可以享受享受最最 直直接最接最迅速迅速的的直直接最接最迅速迅速的的 交交换活换活动，动，中中交交换活换活动，动，中中 介介尽可尽可能被能被忽忽介介尽可尽可能被能被忽忽 略略。略略。 E E 安安全全分分布布安安全全分分布布: :传传统统封封闭闭网网传传统统封封闭闭网网 络络中中的的安安全全保保障障对对象象络络中中的的安安全全保保障障对对象象 更更多多集集中中服服务务器器端端更更多多集集中中服服务务器器端端, , , ,而而而而 在在在在P P2 2P PP P2 2P P系系统统中中用用户户安安全全系系统统中中用用户户安安全全 更更多多地地由由节节点点自自身身实
7、实更更多多地地由由节节点点自自身身实实 现现现现. . . . DD 社社会会性性社社会会性性: :具具有有具具有有动动态态、自自组组动动态态、自自组组 织织、节节点点自自利利性性等等，研研究究织织、节节点点自自利利性性等等，研研究究 表表明明表表明明P2PP2P系系统统具具有有系系统统具具有有“ “small small worldworld” ”现现象象。现现象象。 相比与相比与相比与相比与C/SC/SC/SC/S 电话通信方式：两个平等的实体电话通信方式：两个平等的实体 进行点对点通信进行点对点通信 1.2 P2P产生与演化产生与演化 早期的早期的Internet结构：结构：ARPANE
8、T 连接模式是对等的连接模式是对等的 Master/Slave或或C/S或或B/S出现，出现， 适应了适应了90年代的社会需求年代的社会需求 A.拨号方式A.拨号方式 B.IP地址不足B.IP地址不足 C.资源与技术发展C.资源与技术发展 不均衡不均衡 A.客户端的能力增强A.客户端的能力增强 B.资源闲置现象严重B.资源闲置现象严重 C.服务器成为系统可C.服务器成为系统可 扩展性和性能的瓶颈扩展性和性能的瓶颈 随着随着Internet的普及以及客户端的普及以及客户端 能力的增强能力的增强,P2P模式出现模式出现. 标志性事件标志性事件:文件共享系统文件共享系统Napster 的出现的出现.
9、（1999，Shawn Fanning,June） 发展期发展期:近年来近年来,大量的大量的P2P应用层出不穷应用层出不穷, 如如Gnutella、Kazaa和和BT、Emule、Edonkey等等 NUPTP2P Internet的P2P流量与其他网络流量比较Internet的P2P流量与其他网络流量比较 P2P(70%左右左右) Web流量流量 FTP流量流量 Email流量流量 NUPTP2P 1313 社会性社会性 自组织 去中心化去中心化 高性价比高性价比 健壮性健壮性 可扩展性可扩展性 P2P P2P 特点特点特点特点 人类社会网络 分布式计算技术 1.3 P2P系统特点系统特点
10、1 P2P概述概述 NUPTP2P 报 告 提 纲报 告 提 纲 1 2 3 4 P2P技术技术 P2P应用应用 P2P展望展望 P2P概述概述 NUPTP2P 内容介绍内容介绍 1 2 3 4 P2P概述概述 P2P技术技术 P2P应用应用 P2P展望展望 NUPTP2P 2.P2P技术技术 2.P2P技术技术 2.12.1 P2P拓扑结构P2P拓扑结构：如何建造有效的如何建造有效的P2P 拓扑结构？拓扑结构？ 2.22.2 P2P资源定位：P2P资源定位：如何快速进行资源如何快速进行资源 查找？查找？ 2.32.3 P2P协同工作P2P协同工作：如何借助P2P平台完成大如何借助P2P平台完
11、成大 型任务的分布式协作？型任务的分布式协作？ 2.42.4 P2P信任管理与激励机制P2P信任管理与激励机制：如何克如何克 服服free riding现象？现象？ 拓扑结构拓扑结构: :节点之间按照一定的规则建立逻辑上节点之间按照一定的规则建立逻辑上 的连接关系的连接关系，是确定系统类型的重要依据。，是确定系统类型的重要依据。，是确定系统类型的重要依据。，是确定系统类型的重要依据。 2 P2P技术技术 2.1. P2P2.1. P2P拓扑结构拓扑结构拓扑结构拓扑结构 覆盖网络覆盖网络(overlay network):(overlay network):目前的P2P主要是作 为一种Overl
12、ay网络构建在Internet上。 构造拓扑结构的两种思路：构造拓扑结构的两种思路： （1 1）完全不同于）完全不同于C/SC/S模式；模式； （2 2）弱化服务器的功能）弱化服务器的功能 拓扑构造技术拓扑构造技术: :在P2P系统的节点之间按照一定的 规则建立逻辑上的连接关系,形成P2P拓扑结构以实 现资源的有效组织. NUPTP2P 非结构化拓扑：节点采用随机的方法或采用启发策略加入 网络，网络拓扑随着节点的变迁和网络通信的进行而发生演变。 结构化结构化P2P拓扑拓扑:实现了分布式哈希表实现了分布式哈希表，并利用，并利用分布式哈希分布式哈希 表将数据项映射到节点表将数据项映射到节点。 2
13、P2P技术技术 2.1. P2P2.1. P2P拓扑结构拓扑结构拓扑结构拓扑结构- -分类分类分类分类 NUPTP2P 2 P2P技术技术 2.1. P2P2.1. P2P拓扑结构拓扑结构拓扑结构拓扑结构 基于拓扑结构的基于拓扑结构的P2P系统分类系统分类 NUPTP2P (1).非结构化非结构化 2 P2P技术技术 2.1 P2P2.1 P2P拓扑结构拓扑结构拓扑结构拓扑结构 A.集中式拓扑示意图集中式拓扑示意图 NUPTP2P I have file A. resource publish resource register insert(A,1.2.3.4) . 1.2.3.4 (1).
14、非结构化非结构化 2 P2P技术技术 2.1 P2P2.1 P2P拓扑结构拓扑结构拓扑结构拓扑结构 A.集中式拓扑集中式拓扑-举例举例 NUPTP2P Where is file B? Query search(B) 4.3.2.1 4.3.2.1 Reply connection Fetch A.集中式拓扑集中式拓扑 -举例举例(接上接上) 2 P2P技术技术 2.1 P2P2.1 P2P拓扑结构拓扑结构拓扑结构拓扑结构 NUPTP2P (1).非结构化非结构化 2 P2P技术技术 2.1 P2P2.1 P2P拓扑结构拓扑结构拓扑结构拓扑结构 B.纯分布式拓扑示意图纯分布式拓扑示意图 NUP
15、TP2P (1).非结构化非结构化 2 P2P技术技术 2.1 P2P2.1 P2P拓扑结构拓扑结构拓扑结构拓扑结构 B.纯分布式拓扑举例纯分布式拓扑举例 NUPTP2P I have file A. I have file A. Where is file A? Query Reply NUPTP2P (1).非结构化非结构化 2 P2P技术技术 2.1 P2P2.1 P2P拓扑结构拓扑结构拓扑结构拓扑结构 C.混合式拓扑结构示意图混合式拓扑结构示意图 NUPTP2P (1).非结构化非结构化 2 P2P技术技术 2.1 P2P2.1 P2P拓扑结构拓扑结构拓扑结构拓扑结构 C.混合式拓扑结
16、构举例混合式拓扑结构举例 NUPTP2P I have X! Publish insert(X, 123.2.21.23) . 123.2.21.23 NUPTP2P Where is file A? Query search(A) 123.2.0.18 search(A) 123.2.22.50 Replies 123.2.0.18 123.2.22.50 NUPTP2P 2 P2P技术技术 2.1 P2P2.1 P2P拓扑结构拓扑结构拓扑结构拓扑结构 (2)结构化拓扑 Step1.系统中每个节点的唯一属性经哈希后得到 唯一的虚拟地址标识(node_id); Step2.将node_id按一定形式组织成结构化的拓扑 结构,如Chord中的环,CAN中的超环,Tapestry中的 树等. NUPTP2P (2).结构化拓扑结构化拓扑 2 P2P技术技术 2.1 P2P2.1 P2P拓扑结构拓扑结构拓扑结构拓扑结构 A 结构化拓扑结构示意结构化拓扑结构示意 图图-环形环形 NUPTP2P 分布式哈
