p2p对等网络路由模型及关键技术分析

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1、P2P对等网络路由模型及关键技术分析～教育资源库　　1引言　　P2P是近年来互联网最热门的技术，在VOIP、下载、流媒体、协调计算等领域得到飞速发展。P2P是PeertoPeer的缩写，即为对等计算或对等网络，可以简单的定义成通过直接交换，共享计算机资源和服务。P2P架构是一种资源分布利用和共享的体系架构，与网络中占据主导地位的客户端/服务器(C／S)体系架构相对应。在P2P网络模式中，每个节点的地位都是对等的，整个网络一般不依赖于专用集中的服务器。每个节点同时承担服务器和客户端两个角色，既提供资源和服务，也享用其他节点的资源和服务。通常这些资源和服务包括：信息的共享与

2、交换、存储资源、磁盘空间和计算资源等的共享使用。　　2主流P2P网络模型分析　　2．1集中目录式P2P模型　　集中目录式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，Napster是这种模型的典型代表，如图l所示。集中目录式模型，是由一个中心服务器来负责记录共享信息以及反馈对这些信息的查询，每一个对等实体要对它所需共享的信息以及进行的通信负责。当某节点希望搜索一个不知道位置的资源时，该节点向目录服务器发送请求，目录服务器在数据库中查询到匹配的资源后将其定位信息返回该节点，然后在两个节点之间执行交互。　　与传统的客户朋艮务器模式不同，

3、这种模式中客户所需要的资料并非存储在服务器上，而是存贮在P2P网络内的各个节点中，当查询节点收到节点地址信息列表后，会根据网络流量和延迟等信息选择合适的节点建立直接连接，其文件传递并不经过中央目录服务器，而是直接在节点之间通过TCP协议进行。此外服务器与对等实体以及对等实体之间都互有交互能力。　　图片看不清楚？请点击这里查看原图（大图）。　　集中目录式P2P首先实现了文件查询与文件传输的分离，有效地节约了中央服务器的带宽消耗，减少了系统的文件传输延时。但中央目录服务器却成为脆弱的瓶颈，如果该服务器失效，整个系统都会瘫痪。而且，不同等级的用户连接速度也会使系统性能大大降低

4、。在Napster之后的P2P系统，都在这一点上进行重点改进，系统基本上都采用无中心结构，准确性和可扩展性都得到极大提高。　　2．2分布式P2P模型　　分布式P2P网络采用随机图的组织方式，利用TTL(Time-to-Live)，洪泛(Flooding)，随机漫步或有选择转发等方式搜索网络资源。当节点度数服从幂率(podash;laet部署。目前，成功应用也比较少见。　　2．4混合式P2P模型　　混合式P2P网络结合了集中式结构和分布式拓扑的优点，网络中存在着中间服务器，文件目录是分布的。在分布式模式的基础上引入了超级节点(SuperNode)概念，将用户节点按能力(处

5、理、存储、带宽等方面性能)分为搜索节点和普通节点两类．搜索节点与其临近的若干普通节点之间构成一个自治的簇(Cluster)，簇内采用基于集中目录式的P2P模式，而整个P2P网络中存在着众多这样的簇，各个不同的簇之间再通过分布式P2P模式将搜索节点相连起来，甚至可在各个搜索节点之间，再次选取性能最优的节点或者另外引入一新的性能最优的节点作为索引节点，来保存整个网络中可以利用的搜索节点信息，并且负责维护整个网络的结构。混合式P2P模型消除了分布式P2P结构中使用Flooding算法带来的网络拥塞、搜索迟缓等不利影响，吸收了集中式拓扑的易管理性与分布式拓扑的可扩展性，在异构的

6、P2P网络环境下是一种较好的模式选择。其中最典型的案例就是Fastrack，如图3所示。　　图片看不清楚？请点击这里查看原图（大12下一页友情提醒：，特别！图）。　　从上述分析知，这4种结构各具优缺点，有的还存在着本身难以克服的缺陷，在目前P2P技术还未到成熟的阶段，这4种结构依然会共存，甚至出现相互借鉴结合的趋势。　　3P2P网络关键技术分析　　3．1资源定位　　资源定位是节点通过一定方式找到资源在网络中的存放位置，P2P方式的资源定位主要有以下3种算法。　　(1)集中索引算法，代表系统为Napster在Napster系统中，用户都与一个中央服务器相连接，中央服务器上

7、保存了共享文件的索引，由中央服务器对收到的用户请求进行匹配查找，直到找到保存了所需文件的目的用户。然后，由发起请求的用户与目的用户直接进行文件交换。这种算法的不足在于依赖一个集中式的结构，将会影响系统的可扩展性。　　(2)洪泛消息算法，代表系统为Gnutella每一个用户消息都将被广播给与该用户直接相连的若干其他用户，这些用户收到消息后，也同样地将消息广播给各自连接的用户，以此类推，直到请求被应答，消息的TTL值减少为0，或超过了最大的广播次数(通常为5～9)。这种算法的不足在于占用的网络带宽较大，因此也会影响可扩展性。　　(3)文件路由