p2p流媒体技术及原理
P2P流媒体技术原理及应用
摘要 ： 于 Ｐ Ｐ 基 ２ 的流 媒 体 技 术 是 一 项 非 常有 前途 的技 术 ， 技 术 有 两 方 面 的 优 点 ： 该 不 需要 互 联 网路 由 器和 网络 基础 设 施 的支 持 ， 因此 性 价 比 高且 易 于 部署 ； 媒体 用户 不 。 流 只 是下 载 媒 体 流 ， 且 还 把 媒体 流 上 载 给 其他 用 户 ， 此 ， 而 因 这种 方 法 可 以 扩 大 用 户 组 的规 模 ，且 由更 多 的 需 求 带来 更多 的 资 源 。 由于 Ｐ Ｐ 媒 体 系 统 中节 点 存 在 不 稳 定 ２流
单 播 方 式 来 推 送 媒 体 流 的 缺 陷便 明 显地 显 现 出来 （ 流 媒 体 服 务 器 带 宽 如 占用 大 、 流媒 体 服 务 器处 理 能 力 要 求 高等 ） 带 宽 、 务 器 等 常 常 成 为 系 统 ， 服
瓶 颈 ， 统 的可 扩 展性 差 。 系
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王洪波 ，Ｎ ｏｇ ｂ Ａ Ｇ Ｈ ｎ —ｏ 马轶 慧 Ａ Ｙ ｈ ｉ ｉ ｕ －
ｌ 北京 邮 电 大学 ． 京 １０ ７ ） 北 ０ ８６ （ ｅｉ ｎｖ ｒｉ ｆｐ ｓ Ｂ ｉ ｇ Ｕ ｉ ｓｙ ｏ ｏ ｔ ｊ ｎ ｅ ｔ ｓ＆ Ｂ ｉ ｇ １ ０ ７ ，Ｃ ｉ ） ｅｉ ０８ ６ ｈ ａ ｊ ｎ ｎ
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术 ， 方 法有 两 方 面 的优 点 。 先 ， 该 首 这 种 技 术 并 不 需 要 互 联 网 路 由 器 和 网
P2P系统原理(P2P技术的应用 P2P的组织结构
P2P与覆盖网络的联系
应用层网络又称为覆盖网络，它的基本 含义是在现有的Internet传输网络之上构 建一个完全位于应用层的网络系统。无 论是OSI模型还是Internet模型，网络具 有层次结构。应用层位于层次结构的最 高层，它利用传输层提供的服务完成相 应的应用功能，如 Web浏览，FTP服务， 电子邮件服务等。但是随着应用的模式 越来越复杂，这种只依赖于传输层的应 用层已经不能满足需要了。
为确定对象k的后继（k所在的结点）,结点n在 自己的路由表中查找在k之前且离k最近的结点j， 让j去找离k最近的结点，递归查找，最终可以 找到对象k的前驱（在k之前离k最近的结点， 记做predecessor(k)，类似，结点n的前驱记做 n.predecessor） 前驱中必然有后继的路由表项，定位成功
可以把整个CAN 系统看成一张保存（ key， value）对的大哈希表。CAN 的基本操作包括 插入、查找和删除（ key，value）对。其中 key 是对被搜索资源的关键字（如文件名）哈 希后的值，而value 则是资源的存储位置（ 如 IP 地址和目录）。 整个CAN 系统由许多独立的结点组成，每个结 点保存哈希表的一部分，称之为一个区。此外， 每个结点在邻接表中还保存了少量邻接区的信 息。对指定关键字的插入（ 或者查找、删除） 请求被中间的CAN 结点路由到区里含有该关键 字的CAN 结点。
P2P与OverLay网络
P2P应用的组织结构的发展可以简单的分 成三代：
第三代 第二代 特点：混合式的体系结构，具有合理的查询时间和良好的可扩展性， 特点：无中心的分布式网络，所有的查询和响应都在节点间完成。 第一代 对现有网络有很好的适应性。 以广播的方式散发查询消息，容错性好 特点：集中控制 应用：PPLive PPStream 等提供商业服务的网站均采用这种体系结构 缺点：查询请求在网络中广泛传播，带宽消耗较大 缺点：鲁棒性 可扩展性相对较差 代表：Gnutella KaZaA Freenet等 应用代表：Napster
p2p的原理
p2p的原理P2P（Peer-to-Peer）技术是一种去中心化的网络通信模式，其原理是将网络节点平等对待，所有的节点不再依赖一个中央服务器来进行通信和数据传输。
在P2P网络中，每个节点既是客户端又是服务器，它们可以直接与其他节点进行通信，同时也可以充当中转站来传输数据。
节点之间通过建立连接，相互交换和共享资源，使得每个节点都可以充当网络的接入点和提供者。
P2P网络的通信过程主要分为三个步骤：1. 节点发现：每个节点加入网络后，需要通过某种方式发现其他的节点，并与之建立连接。
常见的方法包括使用中央服务器进行节点列表的维护，或是使用分布式哈希表（DHT）等算法来实现节点的自动发现。
2. 连接建立：节点之间通过协议来建立连接，常用的协议包括TCP（Transmission Control Protocol）和UDP（User Datagram Protocol）。
连接建立后，节点可以直接进行数据传输和通信，不需要经过中央服务器进行转发。
3. 数据传输：节点之间可以通过直接连接来传输数据，也可以通过中继节点进行转发。
数据在P2P网络中会被分割成多个小块，然后分布在不同的节点上。
当节点需要获取某个数据块时，它可以从其他节点请求该块并进行下载，直到将完整的数据下载完成。
由于P2P网络的去中心化特性，它具有较高的可靠性和弹性。
即使网络中的某些节点无法正常工作或离线，其他节点仍然可以继续运行和提供服务。
同时，P2P网络也具有较好的扩展性，可以支持大规模的节点加入并提供更强大的计算和存储能力。
总的来说，P2P网络通过节点之间的直接连接和资源共享，实现了无需中央服务器的通信和数据传输，从而提供了一种高效、可靠且灵活的网络通信模式。
p2p流媒体的工作原理是什么
p2p流媒体的工作原理是什么P2P流媒体，即基于点对点（Peer-to-Peer）技术的流媒体传输，其工作原理如下：1. 用户加入网络：用户通过P2P流媒体应用程序加入P2P流媒体网络。
用户可以选择作为“初级用户”（只接收其他用户的数据）或“高级用户”（既接收其他用户的数据，也将自己的数据分享给其他用户）。
2. 资源搜索：用户通过P2P流媒体应用程序搜索所需的多媒体资源。
搜索结果通常包括了多个拥有该资源的用户。
3. 节点选择：根据用户的策略或算法，选择一个适合的资源提供节点（如拥有带宽较高的节点）。
4. 数据传输：用户通过与选择的资源提供节点建立连接，开始接收该资源的数据。
同时，用户也会将接收到的数据缓存下来，并将自己的数据传递给其他用户。
5. 缓存管理：用户的P2P流媒体应用程序会根据缓存空间的大小、资源的需求量等因素，对缓存中的数据进行动态调整和管理。
这样，其他用户就可以从该用户的缓存中获取数据，减少了对资源提供节点的依赖。
6. 数据碎片传输：P2P流媒体将整个资源文件切分成多个小的数据块（或称为分块）。
用户可以同时从多个节点获取这些数据块，不需要按顺序获取整个资源文件。
这种基于数据块的传输使得用户可以更快地开始播放流媒体内容，而不需要等待整个资源下载完成。
7. 动态加入或离开P2P网络：用户可以根据需要随时加入或离开P2P流媒体网络。
离开时，用户的资源也会从网络中移除。
这样，网络中的资源提供节点会根据网络中用户的数量和需求量的变化，动态地调整资源的分发和传输。
总的来说，P2P流媒体的工作原理就是通过用户之间的协作和互相分享资源，以提高视频、音频等流媒体内容的传输效率和质量。
P2P技术原理
P2P技术技术原理什么是对等网络(P2P)技术？P2P技术属于覆盖层网络(Overlay Network)的范畴，是相对于客户机/服务器(C/S)模式来说的一种网络信息交换方 式。
在C/S模式中，数据的分发采用专门的服务器，多个客户端都从此服务器获取数据。
这种模式的优点是：数据的一致性容易控制，系统也容易管理。
但是此种 模式的缺点是：因为服务器的个数只有一个(即便有多个也非常有限)，系统容易出现单一失效点；单一服务器面对众多的客户端，由于CPU能力、内存大小、网 络带宽的限制，可同时服务的客户端非常有限，可扩展性差。
P2P技术正是为了解决这些问题而提出来的一种对等网络结构。
在P2P网络中，每个节点既可以从 其他节点得到服务，也可以向其他节点提供服务。
这样，庞大的终端资源被利用起来，一举解决了C/S模式中的两个弊端。
对等网络的基本结构（1）集中式对等网络（Napster、QQ）集中式对等网络基于中 央目录服务器，为网络中各节目提供目录查询服务，传输内容无需再经过中央服务器。
这种网络，结构比较简单，中央服务器的负担大大降低。
但由于仍存在中央节 点，容易形成传输瓶颈，扩展性也比较差，不适合大型网络。
但由于目录集中管理，对于小型网络的管理和控制上倒是一种可选择方案。
（2）无结构分布式网络（Gnutella）无结构分布式网络与集中式的最显著区别在于，它没有中央服务器，所有结点通过与相邻节点间的通信，接入整个网络。
在无结构的网络中，节点采用一种查询包的 机制来搜索需要的资源。
具体的方式为，某节点将包含查询内容的查询包发送到与之相邻的节点，该查询包以扩散的方式在网络中蔓延，由于这样的方式如果不加节 制，会造成消息泛滥，因此一般会设置一个适当的生存时间（TTL），在查询的过程中递减，当TTL值为0时，将不再继续发送。
这种无结构的方式，组织方式比较松散，节点的加入与离开比较自由，当查询热门内容时，很容易就能找到，但如果需求的内容比较冷门，较小的TTL不容易找 到，而较大的TTL值又容易引起较大的查询流量，尤其当网络范围扩展到一定规模时，即使限制的TTL值较小，仍然会引起流量的剧增。
基于P2P网络的视频流媒体传输技术研究
基于P2P网络的视频流媒体传输技术研究近年来，随着互联网的飞速发展，视频流媒体已经成为了人们生活中不可或缺的一部分。
在互联网上观看视频已经成为了人们休闲娱乐的主要方式之一。
然而，传统的视频流媒体传输方式在面临着带宽瓶颈、延迟高等问题。
为了解决这一问题，基于P2P网络的视频流媒体传输技术应运而生。
基于P2P网络的视频流媒体传输技术是指利用P2P（peer-to-peer）网络架构来实现视频流媒体的传输和共享。
与传统的中心服务器架构不同，P2P网络通过将传输任务分配给大量的终端用户，减轻了服务器的负担，提高了整体的传输效率和可靠性。
首先，基于P2P网络的视频流媒体传输技术的核心之一是资源共享。
在传统的中心服务器架构中，用户需要直接从服务器下载视频内容。
而在基于P2P网络的视频流媒体传输技术中，每个终端用户不仅充当接收者的角色，同时也可以成为发送者的角色，共享自己的带宽和资源。
这种分布式的资源共享方式大大提高了整体的传输速度和质量。
其次，基于P2P网络的视频流媒体传输技术具有较好的可扩展性。
P2P网络的节点数量可以非常庞大，这意味着更多的终端用户可以参与到视频流媒体的传输过程中。
相比之下，传统的中心服务器架构往往只能承载有限数量的用户请求，随着用户规模的增加，服务器压力也会不断增加。
而P2P网络通过分散传输任务，使得任何一个节点都可以作为发送者或接收者参与到传输过程中，从而实现了高度的可扩展性。
另外，基于P2P网络的视频流媒体传输技术还具有一定的容灾能力。
由于P2P网络是一个分布式系统，不存在单点故障的问题。
即使某个节点出现故障或离线，其他节点仍然可以继续工作，保证了视频流媒体传输的稳定性和连续性。
然而，基于P2P网络的视频流媒体传输技术也面临着一些挑战和问题。
首先，由于每个终端用户都可以作为发送者和接收者，数据传输的路径变得复杂而不可预测。
这导致了一定的传输延迟和不确定性，影响了用户观看视频的体验。
流媒体技术解决方案
流媒体技术解决方案一、引言流媒体技术在当今的数字时代中扮演着重要的角色。
随着互联网的普及和带宽的提升，越来越多的人们开始通过互联网来观看视频、电影和直播内容。
然而，流媒体技术的应用并不仅限于娱乐领域，许多企业和组织也开始探索将流媒体技术应用于教育、会议和远程工作等领域。
本文将介绍流媒体技术的基本原理和常见的解决方案，帮助读者了解如何实现高质量的流媒体传输和播放。
二、流媒体技术原理流媒体技术基于网络传输和实时解码的原理，将音频和视频数据流通过互联网传输到终端设备上，并实时解码播放。
流媒体技术与传统的下载播放方式相比，具有以下特点：1.实时性：流媒体技术能够实时传输和播放音视频内容，无需等待全部数据下载完毕。
2.适应性：根据网络带宽和终端设备的性能，自动调整音视频的质量和分辨率。
3.流式传输：音视频数据以流的形式传输，可以边接收边播放，不需要占用大量存储空间。
三、常见的流媒体解决方案1. RTSP/RTP协议RTSP/RTP（Real-Time Streaming Protocol / Real-Time Transport Protocol）是实现流媒体传输的核心协议之一。
RTSP用于控制流媒体的传输和播放，而RTP则负责在网络上传输音频和视频数据。
RTSP/RTP协议的优点是可以进行实时流媒体传输和控制，支持动态码率调整和实时录制等功能。
它广泛应用于视频监控、视频会议和在线教育等领域。
2. HTTP流媒体HTTP流媒体是基于标准的HTTP协议实现的流媒体传输方式。
相比于RTSP/RTP协议，HTTP流媒体更易于部署和管理，支持基于HTTP的各种安全性和鉴权机制。
常见的HTTP流媒体解决方案包括HLS（HTTP Live Streaming）和DASH （Dynamic Adaptive Streaming over HTTP）。
HLS主要用于苹果设备上的流媒体播放，而DASH则是一种优秀的跨平台解决方案。
p2p的应用原理
p2p的应用原理什么是p2pP2P（Peer-to-Peer）是一种点对点的网络通信方式，它允许互联网用户直接与其他用户进行通信和共享资源，而无需通过中央服务器。
在P2P网络中，每个节点（peer）既可以充当服务的提供者，也可以充当服务的请求者，具有对等的地位。
P2P的应用原理P2P的应用原理主要涉及以下几个方面：1.节点发现：在P2P网络中，节点需要通过一定的方式来发现其他节点。
通常，节点会加入一个特定的网络，如某个P2P软件的网络，通过网络中的其他节点获取网络拓扑结构信息并建立连接。
2.资源共享：P2P网络的核心目标之一是实现节点间的资源共享。
节点可以将自己的资源（如文件、带宽等）提供给其他节点，也可以从其他节点获取资源。
通过共享和传播，P2P网络可以实现更高效的资源利用。
3.分布式存储：P2P网络通常会将数据分布存储在网络的多个节点中。
这种分布式存储方式可以提高数据的可靠性和可用性，即使某些节点离线或故障，其他节点仍然能够提供数据。
4.路由与转发：P2P网络中，节点之间需要进行消息传递。
为了使消息能够准确地传递到目标节点，P2P网络需要实现路由和转发功能。
节点会根据网络拓扑结构和节点存储的路由信息，选择最优路径将消息传递到目标节点。
5.自适应机制：P2P网络需要应对大量的动态变化，如节点加入、离开、带宽变化等。
为了适应这些变化，P2P网络需要实现自适应机制，即根据网络状态和节点负载情况，动态调整路由、资源分配等策略。
P2P的应用场景P2P技术在各个领域都有广泛的应用，以下列举几个常见的应用场景：1.文件共享：P2P网络可以实现高效的文件共享，用户可以通过P2P软件自由分享和下载各种类型的文件。
2.流媒体传输：P2P网络可以实现高质量的流媒体传输，用户可以通过P2P技术观看在线视频、直播等。
3.在线游戏：P2P网络可以提供低延迟和高带宽的连接，适用于在线游戏等需要实时通信的场景。
4.分布式计算：P2P网络可以将大规模计算任务分散到各个节点，实现分布式计算和资源共享。
基于P2P的流媒体技术概述
点对点技术(P2P)介绍
点对点技术(P2P)介绍1. 什么是点对点技术(P2P)点对点技术(P2P)，全称Peer-to-Peer，是一种计算机网络通信模型。
在传统的客户端-服务器模型中，客户端向服务器发送请求，服务器返回响应。
而在P2P模型中，每个节点既可以是客户端，也可以是服务器，节点之间可以直接通信，无需经过中央服务器。
2. P2P的工作原理P2P网络中的节点通过互相连接来共享资源和服务。
当一个节点需要某个资源时，它可以直接与其他节点通信，并从其他节点获取所需资源。
这种直接通信的方式使得P2P网络具有高度的分布式性和去中心化特点。
P2P网络中的节点可以分为两类：超级节点和普通节点。
超级节点（也称为种子节点）是网络中最早加入的节点，它们保存着整个网络的拓扑结构信息，并负责协调其他节点之间的通信。
普通节点则是通过超级节点加入网络，并与其他普通节点进行直接通信。
3. P2P的优势3.1 去中心化P2P网络不依赖于中央服务器，每个节点都可以充当服务器和客户端，使得网络更加去中心化。
这种去中心化的特点使得P2P网络更加稳定和可靠，即使某个节点宕机或离线，其他节点仍然可以继续通信和共享资源。
3.2 高度分布式P2P网络中的资源和服务分布在各个节点之间，每个节点都可以提供和获取资源。
这种高度分布式的特点使得P2P网络具有更好的负载均衡能力，提高了网络的性能和可扩展性。
3.3 高效传输由于P2P网络中的节点可以直接通信，无需经过中央服务器，因此可以实现更快速、更高效的数据传输。
节点之间可以选择最佳路径进行数据传输，减少了传输延迟和带宽消耗。
3.4 弹性和鲁棒性P2P网络具有弹性和鲁棒性，即使网络中有节点离线或故障，其他节点仍然可以继续工作。
新的节点可以随时加入网络，并与其他节点建立连接，保持网络的正常运行。
4. P2P的应用领域4.1 文件共享P2P网络最早被广泛应用于文件共享领域。
通过P2P技术，用户可以直接从其他用户那里下载和分享文件，无需依赖中央服务器。
P2P技术原理及应用
专题报告项目名称：P2P 技术原理和应用课程名称：计算机网络A班级：计102姓名：张振孙可梅云成教师：张晓明信息工程学院计算机系P2P技术原理及应用1 P2P技术原理什么是对等网络(P2P)技术？P2P技术属于覆盖层网络(Overlay Network)的范畴，是相对于客户机/服务器(C/S)模式来说的一种网络信息交换方式。
在C/S模式中，数据的分发采用专门的服务器，多个客户端都从此服务器获取数据。
这种模式的优点是：数据的一致性容易控制，系统也容易管理。
但是此种模式的缺点是：因为服务器的个数只有一个(即便有多个也非常有限)，系统容易出现单一失效点；单一服务器面对众多的客户端，由于CPU能力、内存大小、网络带宽的限制，可同时服务的客户端非常有限，可扩展性差。
P2P技术正是为了解决这些问题而提出来的一种对等网络结构。
在P2P网络中，每个节点既可以从其他节点得到服务，也可以向其他节点提供服务。
这样，庞大的终端资源被利用起来，一举解决了C/S模式中的两个弊端。
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)[1]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唯一的节点标识(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]。
(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[3-4]。
(3)网状结构网状结构如图1(c)所示，又叫无结构。
P2P网络原理：点对点通信与资源共享
P2P网络原理：点对点通信与资源共享P2P（点对点）网络是一种分布式网络结构，其中每个节点（或者称之为对等方）都可以作为客户端和服务器。
P2P网络的主要原理是直接连接的节点之间可以相互通信、共享资源，而不需要中央服务器的介入。
以下是P2P网络的基本原理：去中心化： P2P网络是去中心化的，没有单一的中央服务器负责协调和管理。
相反，每个节点都是平等的，可以充当客户端和服务器。
直接通信： P2P网络中的节点可以直接相互通信，而无需经过中介。
这使得数据传输更加高效，降低了延迟，并提高了系统的可靠性。
资源共享： P2P网络的节点可以共享各种资源，包括文件、带宽、计算能力等。
这使得P2P网络广泛应用于文件共享、实时通信和分布式计算等场景。
自组织性： P2P网络具有自组织性，新节点可以动态加入网络，而离开的节点不会对整个系统造成影响。
这种自适应性使得P2P网络更加灵活和健壮。
搜索与发现：为了找到特定资源或服务，P2P网络需要一种搜索和发现机制。
通常采用分布式哈希表（DHT）等技术，允许节点通过散列算法快速定位和访问资源。
安全性和信任：由于P2P网络中存在匿名节点和潜在的安全风险，安全性和信任是考虑的重要问题。
加密、身份验证和信任机制等方法用于确保通信的安全性。
分布式存储： P2P网络常常使用分布式存储来保存数据。
文件可能会被分割并存储在多个节点上，提高了数据的可用性和冗余度。
流媒体传输： P2P网络可用于流媒体传输，其中每个节点可以成为视频或音频流的提供者，并共享给其他节点。
这有助于减轻服务器负载，提高传输效率。
P2P网络被广泛应用于多个领域，包括文件共享（如BitTorrent）、实时通信（如Skype）、区块链和分布式计算。
它们为用户提供了高度分散、可扩展和弹性的网络体系结构。
P2P流媒体系统的关键技术及其应用
１ ）以 目录作 为 基 础 的方 法 。传 统 的 客 户 机 、服 务 器 模 式 下 ， 在 集 中 服务 器 中建 立并 维 护 一个 逻 辑 的 目录 ， 每个 节 点 包 含 的数 据 段 以 数 据质 量 等 服务 信 息 都存 储 在 目录 中。 这种 方 式 对 于 文件 查 询 可 以进 行 快 速 响应 ， 实时 性 强 ， 但 是 不适 合 节 点 动 态 性高 的流 媒 体 。此 外 ， 网络 中存 在 大 量冗 余 数 据 ， 效 率 低 下。 这种方法的典型代表是 Ｇ ｕ ｏ 等人提出的Ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ Ｓ ｔ ｒ ｅ ａ ｍ系统。 ２） 使 用 分布 式 哈 希 表方 式 定 位节 点 。这 是 第 二代 的 Ｐ ２ Ｐ网络 。每
那么 ， 为什么用户不愿意共享资源 呢？经过调查 ， 主要原
因有 两个 。
１ ）出 于安全 的考 虑 。用 户在 相应 其他 用户 的 请求 ， 提供 资 源 的工 程 中 ， 非 常有 可 能 会 受 到来 自其 他 别有 用 心 的用 户 的 网 络攻 击 ， 从 而使 软 硬件 受 损 。最 明 显 的就 是 ， 很 多 用户 担 心使 用Ｂ ｉ ｔ Ｔ ｏ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ 上传 中会 损 坏硬 盘 。 ２ ）耗 费宽带 和 机 器资 源 ， 使 机器 速 度变 慢 。在相 应其 他 用 户 的 时候 ， 可能 会 占用 大量 的 宽带 和机 器 性 能 ， 由于用 户 在 下 载 的 同时 也 要做 主 机 继 续上 传 ， 占用主 机 内存 ， 导 致用 户 本 身 需要 执行 的应 用 程序 无法 执行 ， 或速 度很 慢 。 在Ｐ ２ Ｐ流媒体系统中为了鼓励用｜ 芦在更长的时间内贡献能 够资源 ， 制 定一 定 的鼓 励 机 制 是十 分必 要 的 。激 励 机制 没 有 统 的标 准 。可 以是 有 形 的 ， 也 可 以是 无 形 的。 可 以是 物 质 的 ，
P2P的原理简介
P2P的原理简介P2P简介P2P（Peer-to-Peer）这个词如果仅仅理解为一种网络拓扑结构，那不能称之为新鲜事物，因为早在许多年之前Internet刚刚诞生时就已经有了，而且当时的Internet 就是一个P2P结构的大网络。
人们之间完全是以“点－点”方式通讯的，根本不存在现在所谓的Server和Client。
这可以看作是P2P最原始的形势。
经过几十年的发展，Internet上的资源逐渐丰富起来，并呈现爆炸式增长的态势。
而与此同时，资源的流向却趋于集中化，大量公开的资源以所谓的Server形式在Internet上提供，网络应用也多以集中化方式提供服务，比如：Web、FTP等。
不可否认，这种集中化的发展大大促进了Internet的普及与应用，成就了今天Internet的神话。
然而，在这个唯一全球互联的网络上，集中化的方式使服务缺少个性，并充满着浓烈商业气息，人们每天机械地访问几个熟悉的门户网站的Web Server，去Mail Server上收发Email，到各种FTP Server去下载文件，就连人们喜欢的ICQ、QQ等即时通讯也是基于典型的Client/Server模型。
今天的Internet已经完全“笼罩”在Server的控制中。
我们不否认Server对于Internet发展的重要贡献，因为“网络社会”同人类社会一样，也是由原始社会的“原始的民主”慢慢发展到“封建专政”，最后还会慢慢过渡到现代的民主，整个过程是在进步的。
但应该看到，Server集中式的服务方式有许多技术弊端。
一个最主要的问题就是资源无法得到充分利用。
Internet最大的特点是全球互联，在Internet 上最大的资源拥有群不是Server而是Client。
可以说Client才是Internet的主体。
有资料统计，全球Server提供的资源加在一起还不足Internet资源总量的1%。
也就是说最多最好的资源实际上是存在于我们每一个人的PC中。
p2p技术
混合式
它在第二种模型基础上引入了超级节点的概念，从而改
善了在搜索算法上的缺陷，因而综合了集中式P2P快速查找和
纯P2P去中心化的优势。然而，由于超级节点本身的脆弱性也
可能导致其簇内的结点处于孤立状态，因此这种局部索引的
方法仍然存在一定的局限性。
结构化网络模型 此种模式目前主要采用分布式哈希表(DHT)技术。由于 DHT各节点并不需要维护整个网络的信息，只在节点中存储其 临近的后继节点信息，因此较少的路由信息就可以有效地实现 到达目标节点，同时又取消了泛洪算法。该模型有效地减少了 节点信息的发送数量，从而增强了P2P网络的扩展性。
系排列(i 表示表中的数组下标)。这样形成的节点之间路由关系
实际上就是折半查找算法需要的排列关系。
一致性哈希算法
路由算法：在一致性哈希算法中，每个节点(对应P2P系统 中的Peer)都有随机分配的ID。在将内容映射到节点时，使用内 容的关键字和节点的ID进行一致性哈希运算并获得键值。一致 性哈希要求键值和节点ID处于同一值域。根据键值存储内容时， 内容将被存储到具有与其键值最接近的ID的节点上。为了构建
高度结构化，高可扩展性，结点的加入与离开比较自结构
3、网状结构
DHT结构
特征：
一个环行拓扑结构，在这个结构里每个节点具有一个唯
一的节点标识(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。
应用：
文件共享和作为底层结构用于流媒体传输。
Intel公司
主要工作为开发P2P应用平台。2002年发布了. Net基础 架构之上的Accelerator Kit 和P2P安全API软件包，从而使得 微软. NET开发人员能够迅速地建立P2P安全Web应用程序。
P2P技术原理及利弊
P2P技术原理及相关利弊引言P2P技术是近几年来发展较快的技术，它直接将人们联系起来，让人们通过互联网直接交互。
P2P使得网络上的沟通变得容易、更直接共享和交互，真正地消除中间商。
人们可以直接连接到其他用户的计算机、交换文件，而不是像过去那样连接到服务器去浏览与下载。
1.P2P技术原理P2P技术属于覆盖层网络的范畴，是相对于客户机/服务器(C/S)模式来说的一种网络信息交换方式。
在C/S模式中，数据的分发采用专门的服务器，多个客户端都从此服务器获取数据。
这种模式的优点是：数据的一致性容易控制，系统也容易管理。
但是此种模式的缺点是：因为服务器的个数只有一个，系统容易出现单一失效点；单一服务器面对众多的客户端，由于CPU能力、内存大小、网络带宽的限制，可同时服务的客户端非常有限，可扩展性差。
P2P技术正是为了解决这些问题而提出来的一种对等网络结构。
在P2P网络中，每个节点既可以从其他节点得到服务，也可以向其他节点提供服务。
这样，庞大的终端资源被利用起来，一举解决了C/S模式中的两个弊端。
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。
1.1分布式哈希表结构分布式哈希表结构[1]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唯一的节点标识(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。
1.2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。
1.3网状结构网状结构如图1(c)所示，又叫无结构。
p2p技术原理
p2p技术原理P2P技术原理P2P(Peer-to-Peer)技术是一种点对点的网络通信模式，它不依赖中央服务器，而是由各个节点之间直接进行通信和数据交换，因此可以实现高效的文件共享，以及更为灵活的应用方式。
P2P技术被广泛应用于文件共享、视频流媒体、在线游戏、消息传递等领域。
P2P技术的原理可以分为三个方面：节点发现、数据传输和文件共享。
一、节点发现P2P技术中的节点指的是参与通信的计算机或设备，如PC、手机、路由器等。
在P2P网络中，每个节点都可以成为其他节点的服务提供者或请求者，因此要进行效率的通信，首先需要让节点之间相互发现，建立起连通性。
常见的节点发现方法有两种：1.中央服务器辅助节点发现在这种方案中，中央服务器担当起节点发现服务的角色，它会记录当前在线节点的IP地址、端口号等信息，并提供节点之间的联系方式。
当一个节点想要连接其他节点时，它首先要向中央服务器发送一个请求，中央服务器会返回有关节点的信息，以便该节点能够建立连接。
但这种方式存在的问题在于，中央服务器可能成为瓶颈，并且无法保证其可靠性。
2.P2P网络中的自我组网在这种方式中，节点之间直接通信，每个节点都有可能成为服务提供者和请求者，而每个请求者则需要在周围的节点中寻找服务提供者。
例如，节点A需要连接节点B，它首先要通过一定的方法找到节点B的地址，然后进行连接。
当节点A与节点B连接成功，它们就可以在彼此之间传输数据。
但这种方式也存在缺点，其中一个是它需要大量的网络流量，因为每个节点都要将消息或请求广播给周围的节点，另外一个是节点发现可能比较困难，特别是当P2P网络规模非常庞大时。
二、数据传输P2P技术中的数据传输是指在两个节点之间进行数据交换的过程，一般可以通过TCP或UDP协议进行。
与传统的客户端-服务器通信方式不同，P2P技术中的数据传输不需要经过中央服务器，可以直接在节点之间建立连接并传输数据。
当一个节点向另一个节点请求数据时，它首先要和目标节点建立连接，然后通过某种方式向目标节点发送请求消息并等待回复。
P2P网络技术及其应用
P2P网络技术及其应用随着互联网的发展，P2P（Peer-to-Peer，对等网络）技术成为了互联网上最流行的技术之一。
P2P网络是指由许多计算机相互连接组成的网络，这些计算机共享自己的资源，如文件、带宽等，以便其他用户可以访问这些资源。
P2P网络技术的应用主要包括文件共享、在线视频和音频流、在线游戏等。
本文将深入探讨P2P网络技术及其应用。
一、P2P网络技术的原理P2P网络是点对点通信网络的一种。
它的基本原理是，每个设备都可以充当服务提供者和服务客户端，也就是说，每个设备都能够向其他设备提供服务，同时也可以从其他设备获取服务。
在P2P网络中，没有一个特定的计算机扮演中央控制器的角色，因此，所有计算机都具有相同级别的位置，彼此之间互相连接、通信，共同组成P2P网络。
二、P2P网络技术的优缺点与传统的中央服务器架构相比，P2P网络具有以下几个优点：1. 分布式架构：由于P2P网络没有中央服务器，每台计算机都可以向其他计算机上传和下载数据，因此P2P网络具有高度的分布性和可扩展性。
2. 高可用性：由于P2P网络中的任何设备都可以扮演服务器的角色，因此即使其中某些设备出现问题，网络通信依然可以正常进行。
3. 低成本：P2P网络不需要中央服务器，只需要每台计算机都拥有相应的软件，因此可以降低服务器和网络的成本。
但与此同时，P2P网络也有以下几个缺点：1. 安全性差：由于P2P网络中的每个节点都具有上传和下载文件的权限，因此容易受到恶意软件和黑客的攻击。
2. 可靠性差：由于P2P网络中的每个节点都是相互连接的，因此一些节点的故障或离线可能会影响整个网络的稳定性。
3. 干扰网络：P2P网络通常需要使用大量的带宽和系统资源，可能会对网络的整体性能产生负面影响。
三、P2P网络技术的应用1. 文件共享P2P网络最广泛的应用之一是文件共享。
通过P2P网络，用户可以轻松自如地分享和下载文件。
传统的文件共享方式需要使用FTP、HTTP等传输协议，而这些协议依赖于中央服务器，无法满足大规模文件共享的需求。
p2p技术原理简单理解
p2p技术原理简单理解P2P（Peer-to-Peer）技术是一种去中心化的网络通信模式，它将网络中的每个节点都视为对等的、具有相同的地位和权力。
这种技术的原理是通过直接连接互联网上的多个计算机，实现资源共享和通信交互。
P2P技术的出现，不仅改变了传统的中心化网络架构，也为用户提供了更加便捷和高效的互联网体验。
P2P技术的核心原理是直接连接。
在传统的中心化网络中，数据传输往往需要经过服务器进行中转，而P2P技术则消除了这一中间环节，实现了点对点的直接连接。
每个节点既是数据的提供者，也是数据的接收者，它们之间可以直接交换数据，无需通过中心服务器的干预。
这种直接连接的方式，大大提高了数据传输的效率，减少了数据传输的延迟。
P2P技术的实现依赖于两个核心组件：节点发现和内容分发。
节点发现是指通过某种机制，让每个节点在网络中找到其他节点的过程。
在P2P网络中，每个节点都有一个唯一的标识符，可以通过这个标识符来识别和连接其他节点。
常用的节点发现机制包括基于服务器的中心化发现和基于DHT（分布式哈希表）的去中心化发现。
中心化发现需要依赖特定的服务器来实现节点的注册和查询，而去中心化发现则通过将节点信息分散存储在整个网络中的节点中，实现节点的查找和连接。
内容分发是指将数据从一个节点传输到另一个节点的过程。
在P2P 网络中，数据会被分割成多个小块，并通过多个节点进行传输。
每个节点不仅可以从其他节点获取数据，也可以将自己拥有的数据分享给其他节点。
通过多个节点的协同工作，数据可以以更高的速度和更好的可靠性传输。
此外，为了提高数据的可用性，P2P网络通常采用冗余储存的方式，即将同一份数据存储在多个节点上，以防止节点的故障或离线导致数据丢失。
P2P技术的优势在于它的去中心化特性。
相比传统的中心化网络，P2P网络更加稳定和弹性，因为它不依赖于单个服务器的稳定性。
即使网络中的某个节点故障或离线，其他节点仍然可以正常工作，不会影响整个网络的运行。
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1 P2P流媒体系统1.1P2P流媒体系统播送方式P2P流媒体系统按照其播送方式可分为直播系统和点播系统，此外近期还出现了一些既可以提供直播服务也可以提供点播服务的P2P流媒体系统。
1.1.1直播在流媒体直播服务中，用户只能按照节目列表收看当前正在播放的节目。
在直播领域，交互性较少，技术实现相对简单，因此P2P技术在直播服务中发展迅速。
2004年，香港科技大学开发的CoolStreaming原型系统将高可扩展和高可靠性的网状多播协议应用在P2P直播系统当中，被誉为流媒体直播方面的里程碑，后期出现的PPLive和PPStream 等系统都沿用了其网状多播模式。
P2P直播是最能体现P2P价值的表现，用户观看同一个节目，内容趋同，因此可以充分利用P2P的传递能力，理论上，在上/下行带宽对等的基础上，在线用户数可以无限扩展。
1.1.2点播与直播领域相对应，在P2P流媒体点播服务中，用户可以选择节目列表中的任意节目观看。
在点播领域，P2P技术的发展速度相对缓慢，一方面是因为点播当中的高度交互性实现的复杂程度较高；另一方面是节目源版权因素对P2P 点播技术的阻碍。
目前，P2P的点播技术主要朝着适用于点播的应用层传输协议技术、底层编码技术、以及数字版权技术等方面发展。
与P2P流媒体直播不同，P2P流媒体点播终端必须拥有硬盘，其成本高于直播终端。
目前P2P点播系统还需在技术上进一步探索，期望大规模分布式数字版权保护(DRM)系统的研究，以及底层编码技术的发展能为P2P点播系统的实施铺平道路。
1.2P2P流媒体系统网络结构目前存在很多P2P流媒体的研究成果及实际系统，它们在其覆盖网络的组织结构上可以被大体分成两大类，即基于树(Tree-based)的覆盖网络结构和数据驱动随机化的覆盖网络结构[1]。
(1)基于树的方法大部分系统都可以归类为基于树的方法。
在这种方法中，节点被组织成某种传输数据的拓扑(通常是树，如图1所示)，每个数据分组都在同一拓扑上被传输。
拓扑结构上的节点有明确定义的关系，例如，树结构中的“父节点-子节点”关系。
这一方法是典型的推送方法，即：当节点收到数据包，它就把该数据包的拷贝转发到它的每一个子节点。
既然所有的数据包都遵循这一结构，那么保证这一结构在给所有接受节点提供高性能时是最优的。
更进一步，当节点随意加入和离开时，该结构必须得以维持。
特别地，如果某节点突然崩溃或者其性能显著下降，它在该树结构上所有的后代节点都停止接收数据，且该树结构必须被修复。
最后，当组建基于树的结构时，避免出现环是一个必须要解决的重要问题。
基于树的方法可能是最自然的方法，不需要复杂的视频编码算法。
然而，其中需要重点考虑的一个问题是节点失效，特别地，靠近树根的节点失效将中断大量用户的数据传输，潜在地带来瞬时低性能的结果。
此外，在该结构中大多数节点都是叶子节点，他们的上行带宽没有被使用到。
为了解决这些问题，已有研究提出了一些带有弹性的结构，如基于多重树的方法[2-3]。
作者：王洪波马轶慧(2)数据驱动方法近年来，人们又提出用于P2P的数据驱动的方法。
数据驱动的覆盖网络与基于树结构的最大不同在于它不组建和维护一个传输数据的明显拓扑结构，它用数据的可用性去引导数据流，而并不是在高度动态的P2P环境下不断地修复拓扑结构。
一个不用明确维护拓扑结构的数据分发方法是使用Gossip协议。
在典型的Gossip协议中，节点给一组随机选择的节点发送最近生成的消息；这些节点在下一次做同样的动作，其他节点也做同样的动作，直到该消息传送到所有节点。
对Gossip目标节点进行随机选择可以在存在随机失效的情况下使系统获得较好的健壮性，另外还可以避免中心化操作。
然而，Gossip不能直接用作视频广播，因为其随机推送可能导致高带宽视频的大量冗余。
此外，在没有明确的拓扑结构支持下，最小化启动和传输时延成为主要问题。
为了解决这些问题，一些解决方案，例如Chainsaw[4]、Cool-Streaming[5]采用拉取技术，即：节点维持一组伙伴并周期性地同伙伴交换数据可用性信息，接着节点可以从一个或多个伙伴找回没有获得的数据，或着提供可用数据给伙伴。
由于节点只在没有数据时去主动获取，所以避免了冗余。
此外，由于任一数据块可能在多个伙伴上可用，所以覆盖网络对时效是健壮的。
最后，随机化的伙伴关系意味着节点间的潜在的可用带宽可以被完全利用。
2 P2P流媒体中的关键技术由于P2P流媒体系统中节点存在不稳定性，P2P流媒体系统需要解决如下几个关键技术[6]：文件定位、节点选择、容错以及安全机制等。
2.1文件定位技术流媒体服务实时性强，快速准确的文件定位是流媒体系统要解决的基本问题之一。
在P2P流媒体系统中，新加入的客户在覆盖网络中以P2P的文件查找方式，找到可提供所需媒体内容的节点并建立连接，接受这些节点提供的媒体内容。
P2P方式的文件查找研究是近年来P2P计算的一个研究热点。
在P2P网络结构中常用的文件定位方式是通过分布式哈希表(DHT)算法[7]来实现，每个文件经哈希运算后得到一个唯一的标识符，每个节点也对应一个标识符，文件存储到与其标识符相近的节点中。
查找文件时，首先哈希运算文件名得到该文件的标识符，通过不同的路由算法找到存放该文件的节点。
虽然DHT方式查找文件快速有效，但是也存在一些固有的问题，如DHT是将文件均匀分布在各个节点上，不能反映媒体文件的热门度，导致负载的不均衡；其次DHT不能提供关键字的搜索，如同时包含媒体文件名、媒体类型等丰富信息的文件的查询。
文献[8]在泛洪机制基础上做了改进，在无结构的P2P网络中采用了或然性的泛洪技术，通过或然性的分析选取优化的分支进行泛洪操作，从而使其伸缩性比正常泛洪机制提高99%。
DirectStream[9]是一个基于目录的P2P流媒体点播系统，其媒体文件的查找方式是通过目录服务器来维护所有媒体服务器信息和客户信息(包括IP地址、缓冲大小等)。
当新客户的请求到达时，在目录中查找请求的媒体文件，快速返回侯选节点，侯选节点可以是媒体服务器，也可以是可提供该影片片段的客户，从而具有P2P的特性。
但是由于其目录服务器的集中式管理，DirectStream系统的规模受到了限制。
2.2节点的选择在一个典型的P2P覆盖网络中，网络中的节点来自各个不同自治域，节点可以在任一时间自由地加入或离开覆盖网络，导致覆盖网络具有很大的动态性和不可控性。
因此，如何在服务会话初始时，确定一个相对稳定的可提供一定服务质量(QoS)保证的服务节点或节点集合是P2P流媒体系统迫切需要解决的问题。
节点的选择可以根据不同的QoS需求采取不同的选择策略。
若希望服务延迟小，可以选择邻近的节点快速建立会话，如在局域网内有提供服务的节点，就不选择互联网上的节点，这也可以避免互联网上的带宽波动和拥塞；若希望高质量服务，则可选择能够提供高带宽、CPU能力强的节点，如在宽带接入的PC机和不对称数字用户线(A DSL)接入的终端之间选择前者；若希望得到较稳定的服务，应选择相对稳定的节点，如在系统中停留时间较长，不会频繁加入或退出系统的或正在接受服务的节点。
通常选择的策略是上述几种需求的折衷。
具有代表性的节点选择机制有：PROMISE 体系中的端到端的选择机制和感知拓扑的选择机制、P2Cast系统的“最合适”(Best Fit，简称BF)节点选择算法等。
2.3容错机制由于P2P流媒体系统中节点的动态性，正在提供服务的节点可能会离开系统，传输链路也可能因拥塞而失效。
为了保证接受服务的连续性，必须采取一些容错机制使系统的服务能力不受影响或尽快恢复。
对于节点失效的问题，可以采取主备用节点的方式容错。
在选择发送节点时，应选择多个服务节点，其中某个节点(集)作为活动节点(集)，其余节点则作为备用节点。
当活动节点失效时则由备用节点继续提供服务。
值得研究的问题是如何快速有效地检测节点的失效，以及如何保证在主备用节点切换的过程中流媒体服务的连续性。
流媒体服务的实时性较强，因此节点的故障检测时间应尽可能短，才能保证服务不中断。
目前有大量关于如何缩短故障检测时间的研究，大都是采用软状态协议询问节点的存在，需要考虑询问频度与询问消息开销之间的折衷。
数据的编码技术也可以提供系统的容错性，如前向错误编码(FEC)和多描述编码(MDC)。
FEC通过给压缩后的媒体码流加上一定的冗余信息来有效地提高系统的容错性，而MDC的基本思想是对同一媒体流的内容采用多种方式进行描述，每一种描述都可以单独解码并获得可以接受的解码质量，多个描述方式结合起来可以使解码质量得到增强。
这两种编码都能适应客户异构性的特点，客户可以根据自己的能力选择收取多少数据进行解码。
此外，将FEC和MDC结合，能取得更好的容错效果。
2.4安全机制网络安全是P2P流媒体系统的基本要求，必须通过安全领域的身份识别认证、授权、数据完整性、保密性和不可否认性等技术，对P2P信息进行安全控制。
对产权的控制，现阶段可采用DRM技术控制；对于基于企业级的P2P流媒体播出系统可以安装防火墙阻止非法用户访问；因特网上的P2P流媒体系统可以通过数据包加密方式保证安全。
在P2P 流媒体系统内，可采用用户分级授权的办法，阻止非法访问。
3 P2P流媒体的应用网络的迅猛发展和普及为P2P流媒体业务发展提供了强大市场动力，P2P流媒体技术的应用将为网络信息交流带来革命性变化。
目前常见的P2P流媒体的应用主要有：(1)视频点播(VOD)：这是最常见、最流行的流媒体应用类型。
(2)视频广播：视频广播可以看作是视频点播的扩展，它把节目源组织成频道，以广播的方式提供。
(3)交互式网络电视(IPTV)：IPTV利用流媒体技术通过宽带网络传输数字电视信号给用户，这种应用有效地将电视、电信和计算机3个领域结合在一起，具有很好的发展前景。
(4)远程教学：远程教学目前应用也比较广泛，而且具有很好的市场应用前景。
远程教学可以看作是前面多种应用类型的综合，在远程教学中，可以采用多种模式，甚至混合的方式实现。
远程教学以应用对象明确、内容丰富实用、运营模式成熟，成为目前商业上较为成功的流媒体应用.(5)交互游戏：需要通过流媒体的方式传递游戏场景的交互游戏近年来得到了迅速的发展。
其他流媒体系统的一些新的应用和服务，例如虚拟现实漫游、无线流媒体、个人数字助理(PDA)等也在迅速地变革和发展。
4 结束语P2P流媒体发展如此迅速，目前，诸如CoolStreaming、PPLive等P2P流媒体软件吸引了大量的用户，显示出了巨大的生命力，但是另一方面构建一个有效的P2P流媒体系统还面临着许多挑战：(1)管理节点并建立发布树为了给大量的接收者提供媒体内容，构建应用级多播树的方法应用较广，但建立有效的多播树，并在节点不断加入和退出时维护多播树存在一定难度。