非结构化P2P网络

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node ttl=4 ttl=5 ttl=6
node ttl=4 ttl=5 ttl=6
Random Walk 覆盖率
newscast协议使用不同TTL的覆盖率
层次化模型(MBone)
在层次化模型中，把参与服务的部分性 能较好的节点选出作为超级节点，超级节点 管理普通节点，超级节点再由更高级一级的 超级节点管理，构成层次化的结构。超级节 点保存子节点的文件索引信息。
Directory Server
User
User
集中模型的优点和缺点
优点： 结构简单 便于管理 资源检索响应比较快（不同情况不一定） 管理维护整个网络消耗的网络带宽较低
集中模型的优点和缺点
缺点： 服务器承担所有的检索工作，负载过重 不完全符合P2P的原则 服务器上的索引不能及时更新，检索结 果不精确 服务器受到攻击时，对服务影响较大 容易受版权限制 穿透防火墙能力差
完全分散式模型的优点和缺点
优点： 所有的节点都参与服务，不存在中央服 务器，避免了服务器性能瓶颈 部分节点受攻击不影响服务 搜索结果比较及时，有效性比较强。
完全分散式模型的优点和缺点
缺点： 采用flooding方式传播搜索请求，造成网络 额外开销比较大，随P2P网络规模的扩大，网 络开销成指数级增长。TTL =4, 5, 6, 7 , 8时， cache（20），msglen(100B), （每条请求） 16MB, 320MB, 6.4GB, 128GB, 2.56TB （每秒 请求数随网络规模的扩大，是很可观的） 搜索请求遍历整个P2P网络需要经过很多跳， 完整的获得搜索结果延迟比较大。 防火墙穿透能力差
非结构化P2P网络
内容
1. 2. 3. 4. 5.
介绍 集中模型: Napster 分散模型: Gnutella 层次化模型 混合模型
介绍

集中模型(Napster)
分散模型Gnutella) 层次化模型(MBone) 混合模型(EDonkey)



集中模型: Napster
User User
分散式P2P路由
Hostcache Server H e.g. connect1.gnutellahosts.com:6346
Gnutella Network N
Request/Receive a set of Active 1 Peers
!
Servent p
2 Connect to network
分散模型：Gnutella
完全分散式P2P文件共享系统： 没有中央索引服务器，所有的节点都是 平等的，节点不仅提供文件下载服务， 也提供文件搜索服务。搜索文件时，搜 索请求遍历整个P2P网络，拥有相关文件 的节点返回搜索结果。
分散式P2P路由

技术:



Flooding Replication & Caching Time To Live (TTL) Epidemics & Gossiping protocols Random Walkers & Probabilistic algorithms
混合模型
在完全分散式模型中，TTL＝5时，网络的 规模不超过20000，网络覆盖率是相当高的
混合模型
层次化模型中，处于底层的超级节点是 比较容易维护的，某个这种超级节点的离 开对网络的影响不大。 混合模型的思想是，把整个P2P网络建 成一个二层结构，由普通节点和超级节点 组成，一个超级节点管理多个普通节点， 超级节点直接使用gossip协议构成完全分 散式模型。
安全性 数据传输控制 分散节点管理 P2P网络的测量和统计 P2P网络模拟 移动P2P
混合模型同时吸取了完全分散式模型 和层次模型的优点，构建高效的混合拓扑 结构需要同时涉及这两种模型的问题。 对于超级节点组成的完全分散式网络， 更好的gossip协议和智能的TTL选择方法 可以改善网络负载和搜索覆盖率的平衡性。 超级节点的选取算法也影响混合P2P网 络的服务质量。
P2P相关其他问题
混合模型
混合模型可以利用完全分散式模型在 节点数不多时实现的高分散性，鲁棒性 和高覆盖率。也利用层次模型对大规模 网络提供可扩展性。 在完全分散式模型中，TTL＝5时，网 络的规模不超过20000，性能是较好的， 如果每个超级节点管理50－200个普通节 点，整个网络规模是可观的。
混合模型研究的重点
层次化模型的优点和缺点
优点：相对于集中模型，索引信息不是保存在 中央服务器上，不会产生服务器瓶颈，索引 信息同步较快，相对于完全分散式模型，信 息检索不会给网络造成较大流量。 缺点：层次化模型对于非结构化网络，维护整 个网络比较困难，特别是处于结构的顶层的 节点在离开网络后，对网络的影响比较大， 重构网络比较复杂。
Hale Waihona Puke Baidu
Random Walk
采用newscast协议(gossip的一种)得到的 最大深度
10 9
hop
8 7 6 5
1
5
9
13
17
21
25
29
33
37
41
45
49
53
57
61
65
69
73
77
81
85
89
93
1E+04 最大深度
97
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100 20 40 60 80 0
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