p2p技术及其资源发现与定位

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1、P2P技术及其资源发现与定位摘要P2P主要指计算机之间以对等方式形成的网络连接，弱化或完全取消了服务器的作用。文章从分析P2P的基本概念、需求和发展入手,讨论了P2P与网格和C/S的联系和区别，并列举了现今P2P的主要应用，最后，对目前P2P中存在的资源发现与定位问题做了分析和论述。关键字P2P、资源管理、Gnutella、哈希查找1P2P技术简介1.1概念及特征P2P是peertopeer的缩写，是指：通过使用分布资源，借助于分布计算技术来完成关键任务的系统和应用的总称。这里的分布式资源包括计算能力、数据（包括存储介质和内容）、网

2、络带宽和其它资源（如计算机、人力资源等）；分布计算包括算法、数据、元数据等，或者是三者总体；关键任务包括分布计算、数据（或内容）共享、通信与协作，或者是平台服务等。P2P技术的主要特征是弱化服务器作用，甚至取消服务器，使分布式系统中的各个节点逻辑对等，这种技术出现的目的就是希望能够充分利用网络中所蕴含的潜在资源。与C/S模型不同，P2P模型中每个节点既可以是服务（或者资源）的提供者，也可以是使用者，充其量就是提供的服务（或资源）的类型不同。1.2需求与背景随着网络技术的飞速发展和网络规模的不断扩大，接入网络的主机增加，可用资源丰富，

3、然而目前的互联网仍然是以C/S模式为主，尤其是I）提供的分布对象名字服务、大量的通用目录服务（如X.500、LDAP和NIS）和一些实用分布式系统（如Napster）的资源定位方法等。集中式的缺点很明显：类似于C/S模式，缺乏可扩展性和存在单点故障问题。图1集中目录式图2泛洪请求式图3分布式Hash式2.2泛洪请求式与集中目录式不同，泛洪请求式（FloodingRequest）没有中央目录服务器，用户的请求通过所有连接的节点传递，这些节点或者响应该请求，或者在不能满足请求时，将该请求向与自己相连的其他节点广播，直到请求得到响应为止（

4、泛洪）。为了减少广播带来的网络带宽浪费，一般将广播传递限制在7~8跳以内，即如果请求在经过有限的循环广播之后，仍不能得到响应，则发送请求的节点将得到一个错误信息。Gnutella是泛洪的经典之作，Gnutella协议设置了三种机制来控制消息数量的指数增长。机制一:消息生存时间(Time-to-Live简称TTL)消息生存时间主要是控制消息在网络中传播时能够生存的时间，是消息头中的一个字段，在消息生成时被赋予一个初始值。当消息被发送出去，其它主机结点接收到该消息时，首先将该消息的TTL值减1，如果为零，则将该消息丢弃掉。否则，发给它的

5、邻居结点。TTL值越大，消息能传播的距离就越远，反之，就越近。机制二:消息的唯一标识符(UniqueMessageIdentification简称UID).消息的唯一标识符是为了避免一个消息在同一个主机节点重复传播而设计的。UID也被包含在消息头中，每个消息的标识符都是不一样的。当消息被发送出去，其它主机结点接收到该消息时，取出它的消息头中的UID字段，同本地记录的UID列表相比较，如果该消息的UID己经在列表中，说明该主机结点己经看过这条消息，它将直接把这条消息丢弃掉。否则，如果该消息的UID不在本地列表中，该主机结点将储存这条消

6、息的UID到本地UID列表，然后将该消息传播出去。机制三:路径标识符(PathIdentification)。路径标识符是为了防止消息循环的出现及指导返回消息按原路返回而设置的。路径标识符其实是一个地址列表，记录了该消息所经过的结点的地址。当一个主机结点接收到一条消息后，该主机结点会检查自己的主机地址是否在消息所经过的地址列表中，若在，说明该条消息已经到过该主机结点，则该主机结点会将这条消息直接丢弃。否则，该主机将自己的地址加入消息的地址列表中，然后发送出去。以上三个控制机制保证了消息在网络中不会被无限制的扩散，从而确保Gnutel

7、la网络可以正常的运行。但是，这三种控制机制也不是尽善尽美，也会导致很多问题，其中之一便是短路效应。泛洪请求式由于通过广播方式进行查找和定位，因此一般扩展性差，但在小范围内效率高，可靠性好。此外如果在系统中存在一些所谓的超级节点（即该节点拥有大量的资源信息），则可以显著减少带宽的浪费。目前第二代泛洪请求式的资源定位主要采用分布式Hash表算法：赋予系统中每个节点一个全局唯一标识符NID，通过一个哈希函数建立起资源唯一标识符OID和NID之间的对应关系：NID＝HASH(OID)，NID与OID是一对多的关系。将资源的定位信息<

8、OID,P>保存到节点标识符为HASH（OID）的节点上。当用户需要查找对象时，首先通过OID和哈希函数计算出该资源定位信息所在节点的标识符HASH(OID)，然后将该请求发送到该节点上，即可找到该对象。由于P2P中，任意两个节