P2P

概述

　　P2P是peer-to-peer的缩写，peer在英语里有“（地位、能力等）同等者”、“同事”和“伙伴”等意义。因此，P2P也就可以理解为“伙伴对伙伴”的意思，或称为对等联网。P2P技术自面市以来一直受到广泛的关注。最近几年，P2P技术更是发展迅速。目前，业界对P2P的定义还没有一个标准的说法，Intel将P2P技术定义为“通过系统间的直接交换达成计算机资源与信息的共享”，这些资源与服务包括信息交换、处理器时钟、缓存和磁盘空间等。IBM则对P2P赋予了更广阔的定义，把它看成是由若干互联协作的计算机构成的系统并具备如下若干特性之一：系统依存于边缘化（非中央式或串口服务器）设备的主动协作，每个成员直接从其他成员而不是从服务器的参与中受益；系统中成员同时扮演服务器与客户端的角色；系统应用的用户能够意识到彼此的存在而构成一个虚拟或实际的群体。

　　简单地说，P2P技术是一种用于不同PC用户之间、不经过中继设备直接交换数据或服务的技术，其网络通信方式如图一所示。它打破了传统的Client/Server模式，在对等网络中，每个节点的地位都是相同的，具备客户端和服务器双重特性，可以同时作为服务使用者和服务提供者。由于P2P技术的飞速发展，互联网的存储模式将由目前的“内容位于中心”模式转变为“内容位于边缘”模式，改变Internet现在的以大网站为中心的状态，重返“非中心化”，将权力交还给用户。

结构

　　P2P网络有3种比较流行的组织结构，被应用在不同的P2P应用中。

　　(1)DHT结构分布式哈希表(DHT)是一种功能强大的工具，它的提出引起了学术界一股研究DHT的热潮。虽然DHT具有各种各样的实现方式，但是具有共同的特征，即都是一个环行拓扑结构，在这个结构里每个节点具有一个的节点标识(ID)，节点ID是一个128位的哈希值。每个节点都在路由表里保存了其他前驱、后继节点的ID。如图1(a)所示。通过这些路由信息，可以方便地找到其他节点。这种结构多用于文件共享和作为底层结构用于流媒体传输。

　　(2)树形结构P2P网络树形结构如图1(b)所示。在这种结构中，所有的节点都被组织在一棵树中，树根只有子节点，树叶只有父节点，其他节点既有子节点也有父节点。信息的流向沿着树枝流动。最初的树形结构多用于P2P流媒体直播。

　　(3)网状结构网状结构如图1(c)所示，又叫无结构。顾名思义，这种结构中，所有的节点无规则地连在一起，没有稳定的关系，没有父子关系。网状结构为P2P提供了的容忍性、动态适应性，在流媒体直播和点播应用中取得了极大的成功。当网络变得很大时，常常会引入超级节点的概念，超级节点可以和任何一种以上结构结合起来组成新的结构，如KaZaA。

主要特征

　　资源共享

　　高度分布式计算

　　高自组织能力

　　高容错性

　　高扩展性

　　高灵活性

应用

　　信息领域的应用

　　在线信息(Presence Information)：利用节点是否在线的信息可以创建很多新应用，比如即时通信和和泛在计算

　　文档管理：链接分布式的数据源、P2P知识网

　　Collaboration：Team成员之间的合作、Groove Virtual Office(即时消息、文件共享、通知、白板、电话会议、实时同步的数据库等)

　　文件领域的应用

　　文件共享：Napster, Gnutella, BitTorrent, Freenet

　　通信领域的应用

　　负载均衡：P2P Streaming

　　带宽共享：从不同Peer节点下载一部分内容，然后合成。比如BitTorrent等

　　存储领域的应用

　　基于P2P的分布式存储：每个Peer节点贡献一部分存储资源，比如OceanStore

　　计算领域的应用

　　计算任务的分配和计算资源的利用：SETI@HOME