基于对等网络的视频播放系统设计与实现

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1、第二章对等网络(P2P)也可提供服务，节点之间不必通过服务器就可以直接交换资源和服务。P2P的另一个重要特点就是改变了因特网现在的以大网站为中心的状态、重返“非中心化”，并把权力交还给用户。为了共享文件，用户不需要服务器的帮助，他们之间可以直接进行交互。P2P模型的显著优势在于降低了对服务器的依赖和增加了分散控Nil力(相对于服务器的集中控制)，没有单一的失效点。而C／S模型中服务器的故障或失效会使得整个系统无法正常工作。(a)C／S模式(b)P2P模式图2—1C／S与P2P组网模式的对比图c／s与P2P网络架构各有优

2、点。比如，在C／S架构下，服务器能有效的控制客户端的行为，在并发用户量不大的时候能提供高效的信息检索／下载等服务；但是当信息量增加，许多的用户并发下载时，服务器就成了瓶颈，效率大大降低。而P2P的情况与之相反，用户量大的时候可消除服务器瓶颈，但在用户规模不大的情况下体现不出资源分布的优势。2．2．1集中式P2P结构集中式P2P应用又被称为第一代P2P应用，Napster程序是第一代P2P应用的典型代表，它的网络结构也是集中式P2P结构的代表，它也是一种用于音乐文件检索和下载的P2P类型的网络应用软件。Napster网络

3、(如图2．2所示)由中心服务器和Napster客户端(安装Napster客户端程序的计算机，也被称为Napster节点)组成。所谓“集中式”，正是由于这种P2P结构必然存在一个充当资源索引服务器角色的节点。第6页东南大学硕士学位论文图2-2集中式P2P的结构在集中目录式P2P中，有一个类似于服务器的节点集中提供资源索引信息。当用户共享资源时，需向索引服务器进行资源注册，索引服务器中保存着系统中所有资源的标识符和指针列表。当用户需要查找资源时，首先通过资源标识符查询索引服务器，服务器返回该资源的指针，用户通过该指针定位。

4、当定位到资源的存储位置后，资源的下载在节点之间直接进行，与索引服务器没有关系了。集中式P2P模式下，所有共享信息都存放在提供该信息的客户机上，服务器只保留索引信息，服务器与对等体以及对等体之间都具有交互能力，这种信息的分散性以及节点之间交互过程的便捷性，弱化了传统c／s模型中服务器的概念，在网络扩展性和稳定性方面都有了较大的提高。集中式P2P模型网络结构简单，共享资源丰富，对用户具有较强的吸引力，但也存在一些无法避免的问题，主要表现为：1)中央服务器成为整个系统的关键，其可靠性和安全性决定着整个系统的可靠性和安全性；2

5、)中央目录服务器的性能和带宽等因素对P2P网络的效率至关重要，随着网络规模的扩大，维护和更新的费用将急剧增加，所需成本过高；3)中央服务器的存在引起共享资源在版权问题上的纠纷；4)缺乏有效的强制共享机制，资源可用性差。由此可见，集中式P2P对小型网络而言在管理和控制方面占有一定的优势，但其固有的扩展性问题限制了其在大型网络中的应用。2．2．2纯分布式P2P结构纯分布式P2P应用也被称为第二代P2P应用，它从根本上改进了第一代P2P技术的缺陷。纯分布式P2P网络中不存在中心目录服务器，所有的服务及相关信息完全散布在各个P

6、2P节点中，因此其最显著的特点就是“完全去中心化”。Gnutella网络是第二代P2P应用的典型代表。Gnutella网络由其节点构成，它们在网络中的逻辑地位完全平等，没有区别于其他节点的服务器节点。与集中目录式不同，纯分布式P2P结构没有中央目录服务器，而是采用泛洪式请求(FloodingRequest)。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第7页第二章对等网络(P2P)播，直到请求得到响应为止。以Gnutella网络为例，一台新对等机首先通

7、过访问某特殊站点提供的“主机缓存服务”(HostCacheServices)机制来得到一台活动对等机地址，通过与他建立一个连接将自己接入Gnutella网络。接着，该新对等机主动探查网络中的其他对等机，找到与之相邻的对等机节点。在进行文件查找时，该对等机首先向与之相邻的所有活动对等点发送一个查询描述符Query。在其它对等机接收到该查询描述后，检查本地是否有符合查询请求的文件内容。如果有，则按查询描述符的发送路径返回一个查询响应描述符QueryHit。无论本地是否存在符合查询请求的文件内容，其他对等机都会将该查询包通过

8、扩散方式继续在网络中传递，直至查询包中TTL(TimeOfLife)属性值递减为0时才停止继续转发；一旦定位了响应查询文件的对等机之后，就与相应对等机建立TCP连接，通过HTTP协议从响应对等机中下载自己查询的文件。文件的传输不再经过Gnutella网络进行。与集中式P2P应用不同，纯分布式P2P采用了一种全新的文件交换和定位的网