基于pastry的结构化p2p网络系统研究

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1、第1章绪论这种变化不仅要求服务器具有巨大的存储容量，而且对服务器的可扩展性提出了更高的要求。(2)服务器性能及带宽的限制。随着互联网用户的快速增长，服务器的性能受到了极大的考验。据统计，一台普通的m聊服务器在一分钟之内，就可能收到100万次的数据请求。服务器需要更高的处理能力，更大的网络带宽。(3)大规模计算的需求。随着科技的发展，大规模计算的需求越来越多。单一的服务器计算能力有限，即使现在IBM开发出了一些高性能的计算机作为运算服务器，运算能力较传统计算机已有很大提高，但成本较高。(4)客户端即时通信灵活性的

2、需求。目前，人们越来越多的使用基于网络的即时通信软件。基于服务器的即时通信系统过分依赖与服务器，客户端之间的交流缺少灵活性。(5)N络流量的不均衡。服务器／客户端模式下，网络流量趋于集中化，服务器的带宽负载相当重，而边缘节点的带宽往往得不到有效利用。(6)受DOS攻击。服务器是系统的核心，服务器一旦崩溃，所有的客户端将不能正常工作。因此服务器很容易受到黑客的攻击。显然，服务器／客户端模式已不再能完全满足Intemet演进性的需要，对等网络开始重新受到人们的关注。P2P的去中心化、可扩展性对上述问题提供了更简洁的

3、解决方案。1．2P2P网络概述及研究现状1．2．1P2P网络概述R．Steinmetz(2004)对P2P网络给了如下定义：一个对等端到对等端的系统是由等同的、自治的实体构成的自组织的系统，该系统的目的在于在一个联网的环境中共享分布式的资源，避免中心化的服务。图1．2P2P模式示意图对等网络中，各个节点的地位是相同的，每个节点即充当服务器，为其他节点提供服务，也充当客户端，享受其他节点提供的服务。这样资源被尽可能的分2第1章绪论配到了每个节点，避免了服务器／客户端模式下中心化所产生的缺点。P2P系统所具有的特征

4、如下：(1)去中心化的资源利用。网络资源，如带宽、处理能力、存储以一种尽可能分布的方式被使用。每个节点都可以充当服务器，为其他节点提供服务，每个节点的处理能力，存储能力被充分利用，并且还避免的C／S模式下趋于中心化的网络流量。(2)去中心化的自组织。为了利用共享的资源，对等端相互直接交互。通常，这样的交互是没有中心控制和协调的。这是P2P区别与服务器／客户端模式的重要属性之一。服务器／客户端模式严格的依赖于中心节点，即服务器的控制协调，而P2P系统下，对等的节点通过对等通信建立对等的协作关系。从而避免了中心化基

5、础结构最严重的瓶颈问题。在P2P系统中，对等端可以直接访问和交换它们的共享资源。(3)可扩展性。传统的服务器／客户端模式下，系统能容纳的客户数和能提供的服务主要收服务器能力的限制。为支持互联网上的大量用户，服务器端使用大量高性能的计算机，铺设高带宽的网络。或采用机群、cluster等技术来提高服务器性能。但在此模式下，集中式服务器之间的同步、协同等处理产生了大量的开销，限制了系统规模的扩展。在P2P网络中，随着用户的加入，虽然服务的需求增加了，但系统整体的资源和服务能力也在同步地扩充，始终能较容易地满足用户的需

6、要。即使在诸如Napster等混合型架构中，由于大部分处理直接在对等点之间进行，大大减少了对服务器的依赖，因而能够方便地扩展到数百万个以上的用户。而对于纯P2P来说，整个体系是全分布的，不存在瓶颈。理论上其可扩展性几乎可以认为是无限的。P2P可扩展性好这一优点已经在一些得到应用的实例中得以证明，如Napster，Gnutella，Freenet等。(4)健壮性。在互联网上随时可能出现异常情况，网络中断、网络拥塞、对等点失效等各种异常事件都会给系统的稳定性和服务持续性带来影响。在传统的集中式服务模式中，集中式服务

7、器成为整个系统的要害所在，一旦发生异常就会影响到所有用户的使用。而P2P网络则天生具有耐攻击、高容错的优点。由于服务是分散在各个对等点之间的，部分对等点或网络遭到破坏对其它部分的影响很小。而且P2P模型一般在部分对等点失效时能够自动调整整体拓扑，保持其它对等点的连通性。事第1章绪论实上，P2P网络通常都是以自组织的方式建立起来的，并允许对等点自由地加入和离开。一些P2P模型还能够根据网络带宽、对等点数、负载等变化不断地做自适应式的调整。(5)系统整体性能提升。性能优势是P2P被广泛关注的一个重要原因。随着硬件技

8、术的发展，个人计算机的计算和存储能力以及网络带宽等性能依照摩尔定理高速增长。而在目前的互联网中，这些普通用户拥有的节点只是以客户机的方式连接到网络中，仅仅作为信息和服务的消费者，游离于互联网的边缘。对于这些边际节点的能力来说，存在极大的浪费。采用P2P网络可以有效地利用互联网中散布的大量普通节点，将计算任务或存储资料分布到所有节点上。利用其中闲置的计算能力或存储空间，达到高性能计算和海