浅析P2P技术的发展与应用

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【摘要】p2p（peer to peer）就是对等网络，是一种网络模型。在P2P网络中所有节点是对等的，每个节点都具有相同的责任与能力，协同完成相同的任务。对等的节点之间通过直接互联共享网络资源、处理器资源、存储设备资源等，不用服务器即可实现。这种模式与当前流行的客户端/服务器（C/S）结构形成了鲜明的对比，C/S结构以服务器为中心，而P2P结构的节点则具有很强的自治性。本文通过对P2P结构的现状分析，使大家更加深入的了解P2P网络优点。

【关键词】P2P网络 节点 应用开发

一、P2P技术的概述

点对点技术（peer-to-peer，简称P2P），又称对等互联网络技术，P2P技术是由硬件形成连接后的信息控制技术，它是以软件形式作为代表。P2P技术依赖网络中参与者的计算能力和带宽，而不是把依赖都聚集在较少的几台服务器上。开始的互联网基本的协议TCP/IP，它解决的是集中计算机互联，所有设备的通信（Email、Ftp、bbs）都是对等的，它们是上下左右各向同性的。基于Web应用，使C/S结构获得巨大成功，人们通过Client上的浏览器来操作或访问远处的网站上的Server，用户所处理的数据与应用处理软件都存放在Server上。随着互联网应用的进一步普及，集中计算与存储及其C/S网络架构在功能上的缺陷正逐渐暴露出来。集中计算与存储的架构使每一个中央Server支持的网站成为一个个的数字孤岛。Client上的浏览器很容易从一个孤岛轻易跳到另一个孤岛，但是很难在客户端对它们之间的数据进行整合。网络的能力和资源全部集中在中央Server。在这种体系架构下，各个中央Server之间也难以按照用户的要求进行透明的通信和能力的集成，它们成为网络开放和能力扩展的瓶颈。与C/S网络架构相反，P2P的网络架构在进行媒体通信时不存在中心节点，节点之间是对等的，即每一个节点可以进行对等的通信，各节点同时具有媒体内容的接收、存储、发送和集成及其对媒体元数据的搜索和被搜索功能等。这种网络架构所带来的优点是P2P网络各节点的能力和资源可以共享，理论上来说网络的能力和资源是P2P各节的总和。内容不再集中在网络的中央Server，而是分布在靠近用户的网络边缘的各P2P节点上。P2P技术的应用使得业务系统从集中向分布的演化，特别是服务器的化，克服了业务节点集中造成的瓶颈，大大降低系统的建设和使用成本、提高网络及系统设备的利用率。

二、P2P技术的特点

非中心化。网络中的资源与服务分布在各个节点中，信息的传输和服务的实现都在各节点上体现，无需中间环节或是服务器的参与，避免了一些不安全因素的产生。P2P技术的非中心化，衍生了其在扩展性、健壮性等方面的优势。

可扩展性。P2P结构随着用户的增加，服务需求在增加，系统的资源和服务能力也在扩充，能够较容易的满足用户的需求。因此说，理论上P2P网络的扩展性是无限的。

健壮性。P2P网络具有极高的容错性和防御性，同时，本网络的资源和服务是分布在各个节点的，当网络中的一个出现了问题对其他节点的影响是很小的。P2P网络可以根据网络带宽、节点数目和负载能力自动调节功能。当网络中的一部分节点失效了，本网络可以自行调整拓扑结构，进行网络功能的修复。

高性能/性价比。性能优势是P2P技术优于传统C/S模式的重要特征。随着硬件的迅猛发展，计算机的存储能力和网络空间也在高速增长。利用PC机的空余存储空间和网络的空余资源，达到了高性能海量存储和降低成本的，提高计算能力的作用。

隐私保护。P2P网络中所有的信息传输都分散在了各个节点之中，因此，大大降低了用户隐私被窃听或泄露的风险。在传统的匿名通信中，主要依靠的是中继服务节点，而P2P网络中所有的信息传递参与者都能够提供中继转发功能，为用户提供了更好的隐私保护。

负载均衡。P2P网络中的每个节点既是服务器又是客户机，减少了传统C/S结构中服务器计算能力和存储能力的压力，把原本属于服务器的功能分摊到了各个节点之中，这样大大降低了整个网络的负载。

三、P2P技术的研究现状

（一）P2P网络拓扑结构的研究

目前，互联网广泛使用集中式、层次式的拓扑结构。集中式的拓扑结构面临着过量存储负载，DOS攻击等一系列难以解决的问题。P2P系统构建的是一个非集中式的拓扑结构，在构建时，要解决系统中所包含的大量节点如何命名、组织以及确定节点的加入/离开方式等问题。

按照拓扑结构关系，P2P可分为四种形式：中心化拓扑、全分布式非结构化拓扑、全分布式结构化拓扑和半分布式拓扑。

（二）国内、外P2P研究的现状

国内高校和各大网络运营公司都在P2P的研究中取得了丰硕成果。高校中，以北京大学的Maze、清华大学的Granary、华中科技大学的AnySee，这些系统都是国内知名高校研究出的P2P网络系统。同时，国内各大网络公司研发的产品也十分常用和流行，比如，广州数联软件技术有限公司研发的POCO，是中国最大的P2P分享平台；深圳市点石软件有限公司研发的OP；PPLive等网络视频直播软件。

在国外，P2P技术也收到了各大计算机公司的青睐，比如微软公司、Sun公司、Inter公司等，都开发了众多P2P结构的网络系统并得到了广泛应用。

四、P2P技术的应用

P2P实际的应用主要体现在以下几个方面：一是分布式存储。一个用于对等网络的数据存储系统，可以提供高效的和伏在平衡的文件存取功能；二是计算能力的共享。加入对等网络的节点除了可以享受到存储的共享，还能够共同分享CPU的处理能力；三是P2P应用层组播。需要在参加组播的节点之间实现可扩展的、支持容错的重叠网；四是Internet间接访问基础结构。在这种结构中，不把分组直接发向目的节点，而是给每个分组一个标示符，目的节点根据标示符来接受相应的分组信息。

具体来说，P2P的主要应用包括对等计算、协同工作、搜索引擎和文件交换。

P2P技术还不成熟，限制其发展的因素主要有：版权问题、管理问题、安全性差、垃圾信息、带宽占用等方面。但是其发展还是吸引了众多领域的高度关注。由于科技水平与用户需求提升，以Napster为先驱的P2P技术重新被应用现实生活中诸多领域（比如迅雷下载）并取得了飞速发展。虽然它的发展遇到了不少挫折但P2P的应用及研究在国内外都依然处在高潮之中，相信它会像多数人预言的那样在不久的将来改变因特网。