《对等网络课件》ppt课件

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1、对等网络Peer-to-PeerNetworks（P2P）1.概述传统的因特网应用采用客户-服务器模式：所有内容与服务在服务器上，客户向服务器请求内容或服务，客户自己的资源不共享。这种集中式结构面临服务器负载过重、拒绝服务攻击、网络带宽限制等难以解决的问题。对等计算模型在对等网络中：每个节点都有一些资源（处理能力、存储空间、网络带宽、内容等）可以提供给其它节点。节点之间直接共享资源，不需要服务器参与。所有节点地位相等（称对等方），具备客户和服务器双重特性。可缓解集中式结构的问题，充分利用终端的丰富资源。P2P技术的发展P2P技术的第一个应用是Napster文件共享系统（1999-

2、2000），用户通过该系统交换音乐文件。自1999年以来，P2P研究得到学术界和商业组织的广泛关注，同时该技术也一直饱受争议。P2P技术被广泛应用于计算机网络的各个应用领域，如文件共享、流媒体直播与点播、分布式科学计算、语音通信、在线游戏支撑平台等。目前以文件共享为代表的P2P应用已成为因特网上增长最迅速的应用。P2P技术的应用（1）提供文件或其它内容共享，如Napster、Gnutella、eDonkey、emule、BitTorrent等。BitTorrent是最流行的P2P文件共享系统之一：种子节点（保存完整的文件拷贝）把一个文件分成N个分片（默认为256KB）。节点X从种

3、子节点随机下载第L个分片，Y随机下载第M个分片，然后节点X与Y交换彼此拥有的分片。减轻了种子节点的负担，提高了节点下载的速度与效率。P2P技术的应用（2）P2P媒体网：P2P也非常适合流媒体直播与点播，因此P2P研究热点迅速转移到P2P的流媒体上。目前P2P非常广泛的一个应用是网上实时电视，提供节目的成本很低，用户却可以得到较好的收视质量。流行的软件包括Coolstreaming、AnySee、Gridmedia、PPLive和PPStream等。P2P技术的应用（3）基于P2P方式的协同处理与服务共享平台：P2P技术将众多终端空闲的CPU资源联合起来，服务于一个共同的计算。计算

4、任务（包括逻辑与数据等）划分成多个片，分配到参与计算的P2P节点上；计算结果返回给一个或多个服务器；众多结果整合得到最终结果。最著名的P2P分布式科学计算系统为搜索外星文明的SETI@home科学实验。P2P技术的应用（4）即时通信交流：VoIP是一种全新的网络电话通信业务，Skype就是一款典型的P2PVoIP软件。Skype的出现给传统电信业带来强烈的冲击，截至2011年年底，Skype占有全球长途通话时长的33%。Skype仍在迅速向各个国家渗透。P2P系统的定义P2P系统是一个由直接相连的节点所构成的分布式系统，这些节点能够为了共享内容、CPU时间、存储或者带宽等资源而自

5、组织形成一定的网络拓扑结构，能够在适应节点数目的变化和失效的同时维持可以接受的连接能力和性能，并且不需要一个全局服务器或者权威的中介支持。2.P2P网络的拓扑结构P2P系统的主要概念之一是分散，包括分布式存储、处理、信息共享和控制信息。根据P2P系统的分散程度，可以将P2P架构分成纯分散式和混合式。根据结构关系可以将P2P系统细分为四种拓扑形式：中心化拓扑全分布式非结构化拓扑全分布式结构化拓扑半分布式拓扑2.1中心化拓扑最早出现的P2P网络结构，也称集中目录式结构，或非纯粹的P2P结构。优点：维护简单，资源发现效率高。缺点：单点故障；扩放性差；版权问题。对小型网络而言在管理和控制

6、方面有一定优势，不适合大型网络应用。Napster文件共享系统中央索引服务器保存所有用户上传的音乐文件索引和存放位置。用户需要某个音乐文件时，先查询中央索引服务器，得到存有该文件的节点信息。用户选择合适的节点建立直接连接。Napster首先实现了文件查询与文件传输的分离。Napster的拓扑结构2.2全分布式非结构化拓扑也称纯P2P结构，取消了中央服务器，每台机器是真正的对等关系（称为对等机）。每个用户随机接入网络，并与自己相邻的一组节点通过端-端连接构成一个逻辑覆盖网络。对等节点之间的内容查询和内容共享均直接通过相邻节点广播接力传递。每个节点记录搜索轨迹，防止产生搜索环路。Gn

7、utella是应用最广泛的全分布式非结构化拓扑。Gnutella早期的拓扑结构要下载文件的计算机以文件名或关键字生成一个查询，发送给与它相连的所有计算机。存在该文件的计算机与查询机器建立连接；否则继续向自己的邻居节点洪泛。重复该过程，直至找到文件为止。一般通过TTL值控制查询的深度。全分布式非结构化拓扑的特点将覆盖网络看成完全随机图，节点之间的链路没有遵循某些预先定义的拓扑来构建。优点：解决了网络结构中心化的问题，扩展性和容错性较好；支持复杂的查询（如多关键词查询、模糊查询等）。