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P2P对等网络路由模 肮丶技术分析
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2．4 混合式P2P模型
混合式P2P网络结合了集中式结构和分布式拓扑的优点，网络中存在着中间服务器，文件目录是分布的。在分布式模式的基础上引入了超级节点(Super Node)概念，将用户节点按能力(处理、存储、带宽等方面性能)分为搜索节点和普通节点两类．搜索节点与其临近的若干普通节点之间构成一个自治的簇(Cluster)，簇内采用基于集中目录式的P2P模式，而整个P2P网络中存在着众多这样的簇，各个不同的簇之间再通过分布式P2P模式将搜索节点相连起来，甚至可在各个搜索节点之间，再次选取性能最优的节点或者另外引入一新的性能最优的节点作为索引节点，来保存整个网络中可以利用的搜索节点信息，并且负责维护整个网络的结构。混合式P2P模型消除了分布式P2P结构中使用Flooding算法带来的网络拥塞、搜索迟缓等不利影响，吸收了集中式拓扑的易管理性与分布式拓扑的可扩展性，在异构的P2P网络环境下是一种较好的模式选择。其中最典型的案例就是Fastrack，如图3所示。
3 P2P网络关键技术分析
3．1 资源定位
资源定位是节点通过一定方式找到资源在网络中的存放位置，P2P方式的资源定位主要有以下3种算法。
(1)集中索引算法，代表系统为Napster在Napster系统中，用户都与一个中央服务器相连接，中央服务器上保存了共享文件的索引，由中央服务器对收到的用户请求进行匹配查找，直到找到保存了所需文件的目的用户。然后，由发起请求的用户与目的用户直接进行文件交换。这种算法的不足在于依赖一个集中式的结构，将会影响系统的可扩展性。
(2)洪泛消息算法，代表系统为Gnutella 每一个用户消息都将被广播给与该用户直接相连的若干其他用户，这些用户收到消息后，也同样地将消息广播给各自连接的用户，以此类推，直到请求被应答，消息的TTL值减少为0，或超过了最大的广播次数(通常为5～9)。这种算法的不足在于占用的网络带宽较大，因此也会影响可扩展性。
(3)文件路由算法，代表系统为Freenet算法的特点是采用基于哈希函数的映射。系统中的每一个用户都有一个随机的ID序列号，系统中的每一个文件也有一个ID序列号，该序列号是根据文件的内容和它的名字，经过哈希函数映射得来的。文件发布时，每一个用户都把文件转发到拥有与文件的ID最相近ID值的用户，直到最接近文件ID的用户就是该用户本身。转发过程中每经过的一个用户都将保持该文件的副本。索取文件时，每个用户都将请求消息转发给一个拥有与所需文件ID最相近的ID用户，直到文件或文件的一个拷贝被发现为止。Tapestry，Pastry，Chord，CAN都是采用这种方法的P2P系统。这种算法的优势在于可扩展性较好，不足在于可能导致整个网络分裂成若干彼此不相连的子网络，形成所谓的孤岛，其查询也要比洪泛消息算法麻烦些。
3．2 多源传输
为了提高一些多用户同时下载热点文件的传输速率，P2P网络普遍采用多源传输策略(MFTP协议)。该协议定义了一系列传输、压缩和打包的标准，甚至还定义了一套积分的标准，上传的数据量越大，积分越高，下载的速度也越快。MFTP协议允许用户之间多点下载文件，多用户同时下载一个文件时，将该文件分段，每个用户下载其中的一部分。P2P客户端软件在网络上搜索下载同一个文件的用户，然后从这些用户那里下载该文件不同的块，用MD4算法检查每一块是否受到破坏，以保证传输的正确性，最后将所有的块组合成原来的文件。MFTP充分利用下载用户之间的带宽传输数据，从而减轻服务器负担，提高下载速度和系统的可扩展性。多源传输机制的出现使得P2P技术在信息传输方面拥有网络层传输无法比拟的优势。
3．3 网络监控与安全技术
面对大规模出现的P2P虚拟网络，由于缺乏必要有效的认证机制，安全性这一问题在P2P网络中更为严重，这将直接决定P2P能否被大规模商用。如何有效的监测与评估P2P网络性能已经变得越来越重要。由于缺乏集中式的监控功能，当前大多P2P系统无法提供网络运行状况的信息，也无法为网络结构调整优化提供参考依据，所以，将网络监测作为一个未来的研究重点是很有必要的。
此外，P2P中的安全问题包括信息的加密、用户身份的认证、恶意节点的识别和应对等，总的来说可以归纳为服务可用性、文件授权、匿名和存取控制等方面，但是到目前还没有一个公认的模型和评价体系，可以用来P2P网络系统的安全性进行定性或者定量的研究，这也将是P2P网络安全研究领域的一个重要课题。
4 P2P网络的特性与问题
作为一种新型的网络应用方式，P2P具有一些传统C/S模式所不具备的优势，主要表现在信息量的扩大以及匿名服务的自由开放性等。P2P最大的优点在于能够提供可靠、便捷的信息查询，但也由于P2P网络这种缺乏中心监管以及匿名服务的特性，P2P也存在着许多自身所无法克服的不足。
绝大多数的P2P服务都将不可避免地遇到知识产权问题，同时，恶意代码的传播将更快、更隐蔽，更难以控制等。
此外，P2P在技术层面也有较多的问题难以解决。一般每个P2P网络都是众多参与者按照共同兴趣组建起来的一个虚拟组织，对等节点之间存在着一种假定的相互信任关系，其中的P2P服务更是紧密依赖于节点之间彼此信任的协作模型。但是，随着P2P网络规模的扩大，其中预先假设的信任机制实际上就会非常脆弱，这就直接导致了全局性信任的缺乏，影响了整个网络的可靠性与稳定性。
此外，安全问题、内容过滤、信息审查、带宽问题等都是随着P2P网络规模的扩大必需要考虑的问题。
5 结语
P2P并不是一个新概念，早在1969年ARPANET出现的时候，网络应用的模式就是P2P。如今，P2P又回到了人们视线。尽管P2P技术现在还不成熟，但为我们提供了前所未有的自由和便利。随着P2P研究的进一步深入，P2P技术将为信息社会带来更多的机遇与挑战。
混合式P2P网络结合了集中式结构和分布式拓扑的优点，网络中存在着中间服务器，文件目录是分布的。在分布式模式的基础上引入了超级节点(Super Node)概念，将用户节点按能力(处理、存储、带宽等方面性能)分为搜索节点和普通节点两类．搜索节点与其临近的若干普通节点之间构成一个自治的簇(Cluster)，簇内采用基于集中目录式的P2P模式，而整个P2P网络中存在着众多这样的簇，各个不同的簇之间再通过分布式P2P模式将搜索节点相连起来，甚至可在各个搜索节点之间，再次选取性能最优的节点或者另外引入一新的性能最优的节点作为索引节点，来保存整个网络中可以利用的搜索节点信息，并且负责维护整个网络的结构。混合式P2P模型消除了分布式P2P结构中使用Flooding算法带来的网络拥塞、搜索迟缓等不利影响，吸收了集中式拓扑的易管理性与分布式拓扑的可扩展性，在异构的P2P网络环境下是一种较好的模式选择。其中最典型的案例就是Fastrack，如图3所示。
3 P2P网络关键技术分析
3．1 资源定位
资源定位是节点通过一定方式找到资源在网络中的存放位置，P2P方式的资源定位主要有以下3种算法。
(1)集中索引算法，代表系统为Napster在Napster系统中，用户都与一个中央服务器相连接，中央服务器上保存了共享文件的索引，由中央服务器对收到的用户请求进行匹配查找，直到找到保存了所需文件的目的用户。然后，由发起请求的用户与目的用户直接进行文件交换。这种算法的不足在于依赖一个集中式的结构，将会影响系统的可扩展性。
(2)洪泛消息算法，代表系统为Gnutella 每一个用户消息都将被广播给与该用户直接相连的若干其他用户，这些用户收到消息后，也同样地将消息广播给各自连接的用户，以此类推，直到请求被应答，消息的TTL值减少为0，或超过了最大的广播次数(通常为5～9)。这种算法的不足在于占用的网络带宽较大，因此也会影响可扩展性。
(3)文件路由算法，代表系统为Freenet算法的特点是采用基于哈希函数的映射。系统中的每一个用户都有一个随机的ID序列号，系统中的每一个文件也有一个ID序列号，该序列号是根据文件的内容和它的名字，经过哈希函数映射得来的。文件发布时，每一个用户都把文件转发到拥有与文件的ID最相近ID值的用户，直到最接近文件ID的用户就是该用户本身。转发过程中每经过的一个用户都将保持该文件的副本。索取文件时，每个用户都将请求消息转发给一个拥有与所需文件ID最相近的ID用户，直到文件或文件的一个拷贝被发现为止。Tapestry，Pastry，Chord，CAN都是采用这种方法的P2P系统。这种算法的优势在于可扩展性较好，不足在于可能导致整个网络分裂成若干彼此不相连的子网络，形成所谓的孤岛，其查询也要比洪泛消息算法麻烦些。
3．2 多源传输
为了提高一些多用户同时下载热点文件的传输速率，P2P网络普遍采用多源传输策略(MFTP协议)。该协议定义了一系列传输、压缩和打包的标准，甚至还定义了一套积分的标准，上传的数据量越大，积分越高，下载的速度也越快。MFTP协议允许用户之间多点下载文件，多用户同时下载一个文件时，将该文件分段，每个用户下载其中的一部分。P2P客户端软件在网络上搜索下载同一个文件的用户，然后从这些用户那里下载该文件不同的块，用MD4算法检查每一块是否受到破坏，以保证传输的正确性，最后将所有的块组合成原来的文件。MFTP充分利用下载用户之间的带宽传输数据，从而减轻服务器负担，提高下载速度和系统的可扩展性。多源传输机制的出现使得P2P技术在信息传输方面拥有网络层传输无法比拟的优势。
3．3 网络监控与安全技术
面对大规模出现的P2P虚拟网络，由于缺乏必要有效的认证机制，安全性这一问题在P2P网络中更为严重，这将直接决定P2P能否被大规模商用。如何有效的监测与评估P2P网络性能已经变得越来越重要。由于缺乏集中式的监控功能，当前大多P2P系统无法提供网络运行状况的信息，也无法为网络结构调整优化提供参考依据，所以，将网络监测作为一个未来的研究重点是很有必要的。
此外，P2P中的安全问题包括信息的加密、用户身份的认证、恶意节点的识别和应对等，总的来说可以归纳为服务可用性、文件授权、匿名和存取控制等方面，但是到目前还没有一个公认的模型和评价体系，可以用来P2P网络系统的安全性进行定性或者定量的研究，这也将是P2P网络安全研究领域的一个重要课题。
4 P2P网络的特性与问题
作为一种新型的网络应用方式，P2P具有一些传统C/S模式所不具备的优势，主要表现在信息量的扩大以及匿名服务的自由开放性等。P2P最大的优点在于能够提供可靠、便捷的信息查询，但也由于P2P网络这种缺乏中心监管以及匿名服务的特性，P2P也存在着许多自身所无法克服的不足。
绝大多数的P2P服务都将不可避免地遇到知识产权问题，同时，恶意代码的传播将更快、更隐蔽，更难以控制等。
此外，P2P在技术层面也有较多的问题难以解决。一般每个P2P网络都是众多参与者按照共同兴趣组建起来的一个虚拟组织，对等节点之间存在着一种假定的相互信任关系，其中的P2P服务更是紧密依赖于节点之间彼此信任的协作模型。但是，随着P2P网络规模的扩大，其中预先假设的信任机制实际上就会非常脆弱，这就直接导致了全局性信任的缺乏，影响了整个网络的可靠性与稳定性。
此外，安全问题、内容过滤、信息审查、带宽问题等都是随着P2P网络规模的扩大必需要考虑的问题。
5 结语
P2P并不是一个新概念，早在1969年ARPANET出现的时候，网络应用的模式就是P2P。如今，P2P又回到了人们视线。尽管P2P技术现在还不成熟，但为我们提供了前所未有的自由和便利。随着P2P研究的进一步深入，P2P技术将为信息社会带来更多的机遇与挑战。
