通信网理论基础(第三部分)3对等网络P2PPPT课件
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Gnutella系统的工作： 在Gnutella网络中，每一个节点既是服务器，也
是客户机；
当一个节点需要查询消息时，将采用洪泛式的方 式，把查询消息发送到自己的邻居节点，邻居节 点先查找自己的数据库，如果发现需要的数据， 就送回一条确认信息QueryHit，如果没有发现， 则将消息转发给自己的直接邻居；
通信网理论基础 第三部分：Internetd的路由、拥塞
控制和管理3
对等网络P2P
2009、4、21
29.09.2020
1
一、对等网络P2P (Peer to Peer)
P2P网络的定义： P2P是通过直接交换来共享计算机网络资源和
服务，例如信息的共享和交换，计算机资源
（CPU等）、存储资源的共享。 P2P相对于计算机网络中的主机/终端模式、客
缺点：网络规模很大时，查询困难，系统的性能下降； 目录服务器的瘫痪将造成系统的瘫痪；目录服务器难 以对用户进行认证，安全上也存在问题；本系统在受 到版权起诉后，逐渐退出；
29.09.2020
11
用户A 用户D
歌曲 地址 目录服务器 北方的狼 D
无双 Z 牛仔很忙 X
用户Z 用户X
用户E
29.09.2020
1988年东北波士顿大学开发，实际上是一个共享MP3 的程序。每个用户将自己所拥有的乐曲的信息，例如 乐曲的名称、拥有者的地址等发到目录服务器上，使 用者在目录服务器上搜索自己需要的乐曲，寻找提供 的用户，然后直接到该用户下载；(图)
本方式的目录服务器只提供乐曲拥有者地址的查询服 务，相当于是一个搜索引擎，并不负责下载，故提高 了目录服务器的效率；
Query：查询消息，用户发出的需要查询内容 QueryHit：主机对Query的回应，包括查询到的数据
信息；以上两个消息用来完成数据查询；
Push：允许防火墙中的用户向网络提供基于文件的 数据文件的机制，用来穿越防火墙的主机和数据探 测；
29.09.2020
15
1、文件共享类系统2： Gnutella系统
29.09.2020
9
1、文件共享类P2P系统：
主要是用于各个用户如何搜索到所希望的可以 共享的文件，并且迅速下载；
文件共享类P2P系统是最早出现的P2P系统。 包括：
Napster Gnutella BitTorrent eMule Maza
29.09.2020
10
1、文件共享类系统1： Napster系统
29.09.2020
13
29.09.2020
Gnutella网络结构示意图
14
1、文件共享类系统2： Gnutella系统
Gnutella系统的消息分为： Ping：用户用来动态发现网络的主机； Pong：主机对用户的回应，主机收到一条Ping消息
时，应回送一条Pong消息；含该主机可以向网络提 供的共享数据的数量消息；以上两个消息用来发现 主机和邻居节点；
户机/服务器（C/S）模式而言。其特点是，网络中 的每一台计算机，既是服务器也是终端，形成端到
端的一种工作模式。
局域网曾经是一种典型的主机/终端工作方式； 后来，又成为客户机/服务器模式；现在也可以工
作
在P2P方式； 29.09.2020
2
一、对等网络P2P (Peer to Peer)
在P2P的网络环境中，所有彼此连接的计算 机（包括终端）都处于对等的地位，每一 台计算机既能充当网络服务的请求者，也 能对其他计算机的请求作出响应，也就是 说每个节点充当服务器时，为其它节点提 供服务，同时也充当客户端，享用其它节 点提供地服务，网络不再依赖于服务器。
查询节点收到QueryHit以后，就可以直接到该主 机去下载文件；
缺点：由于采用洪泛式查询机制，每个节点都要 把主机收到的查询消息转发出去，所以网络流量 呈几何式增加，版权查询的命中率也不高；
29.09.2020
16
1、文件共享类系统3：BitTorrent
BT是一个可以多点下载的文件分发协议；每一个用户 在下载的同时，也为其它的用户提供上传，所以参与的 用户越多，下载的速度越快；
但是在P2P环境下，每个节点的地位是对等的， 每个节点都可以为其它节点提供服务，每个节 点也可以接收其它节点的服务；所以，所有的 闲散资源都可以得到利用，而且对等点越多， 网络性能就越好；
29.09.2020
6
一、对等网络P2P (Peer to Peer)
C/S网络：
P2P网络：
依赖服务器的管理， 无中心点，管理不易；
29.09.2020
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服务器
客户机
29.09.2020
客户机
客户机
客户机 客户机
传统网络工作模式
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一、对等网络P2P (Peer to Peer)
C/S环境下，各个客户端的资源需要由服务器 来组织，客户端的资源（例如存储空间、CPU 周期等）不可能为其它的终端所利用；
传统的C/S网络结构（图1－1）
管理比较容易；
数据的安全性难以保证
服务器负担重，服务 各终端对网络本身影响
器对网络的影响很大； 较小；
29.09.2020
7
节点
节点
节点
节点
节点
P2P网络工作模式
29.09.2020
8
二、主流P2P系统的分类
分类： 文件共享类系统：Napster、Gnutella、
BitTorrent、eMule、Maza； 即时通信类系统：Skype、QQ、GTalk;； 流媒体类系统：AnySee、PPlive； 共享存储类系统：OceanStore、Granary； 对等计算类系统：SETI；
29.09.2020
3
一、对等网络P2P (Peer to Peer)
以往的计算机网络，在C/S模式下工作，是 依赖于服务器的，客户端（即终端）要交 换数据必须向服务器提出请求，由服务器 来实现；
P2P网络中，弱化了服务器的功能，乃至取 消了服务器。任意两台PC终端可以互为服 务器/客户机。节点的使用者，可以随意地 将信息发布到网上。
用户F
用户M
Napster系统结构示意图
12Байду номын сангаас
1、文件共享类系统2： Gnutella系统
Napster的变种； Gnutella系统能够智能发现节点、完全分布
式；
用户运行Gnutella系统的客户端软件以后即 可加入Gnutella网络；
Gnutella协议分为消息协议（节点之间相互 发现和搜索资源）和下载协议（节点之间 用来传送文件）；
是客户机；
当一个节点需要查询消息时，将采用洪泛式的方 式，把查询消息发送到自己的邻居节点，邻居节 点先查找自己的数据库，如果发现需要的数据， 就送回一条确认信息QueryHit，如果没有发现， 则将消息转发给自己的直接邻居；
通信网理论基础 第三部分：Internetd的路由、拥塞
控制和管理3
对等网络P2P
2009、4、21
29.09.2020
1
一、对等网络P2P (Peer to Peer)
P2P网络的定义： P2P是通过直接交换来共享计算机网络资源和
服务，例如信息的共享和交换，计算机资源
（CPU等）、存储资源的共享。 P2P相对于计算机网络中的主机/终端模式、客
缺点：网络规模很大时，查询困难，系统的性能下降； 目录服务器的瘫痪将造成系统的瘫痪；目录服务器难 以对用户进行认证，安全上也存在问题；本系统在受 到版权起诉后，逐渐退出；
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用户A 用户D
歌曲 地址 目录服务器 北方的狼 D
无双 Z 牛仔很忙 X
用户Z 用户X
用户E
29.09.2020
1988年东北波士顿大学开发，实际上是一个共享MP3 的程序。每个用户将自己所拥有的乐曲的信息，例如 乐曲的名称、拥有者的地址等发到目录服务器上，使 用者在目录服务器上搜索自己需要的乐曲，寻找提供 的用户，然后直接到该用户下载；(图)
本方式的目录服务器只提供乐曲拥有者地址的查询服 务，相当于是一个搜索引擎，并不负责下载，故提高 了目录服务器的效率；
Query：查询消息，用户发出的需要查询内容 QueryHit：主机对Query的回应，包括查询到的数据
信息；以上两个消息用来完成数据查询；
Push：允许防火墙中的用户向网络提供基于文件的 数据文件的机制，用来穿越防火墙的主机和数据探 测；
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1、文件共享类系统2： Gnutella系统
29.09.2020
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1、文件共享类P2P系统：
主要是用于各个用户如何搜索到所希望的可以 共享的文件，并且迅速下载；
文件共享类P2P系统是最早出现的P2P系统。 包括：
Napster Gnutella BitTorrent eMule Maza
29.09.2020
10
1、文件共享类系统1： Napster系统
29.09.2020
13
29.09.2020
Gnutella网络结构示意图
14
1、文件共享类系统2： Gnutella系统
Gnutella系统的消息分为： Ping：用户用来动态发现网络的主机； Pong：主机对用户的回应，主机收到一条Ping消息
时，应回送一条Pong消息；含该主机可以向网络提 供的共享数据的数量消息；以上两个消息用来发现 主机和邻居节点；
户机/服务器（C/S）模式而言。其特点是，网络中 的每一台计算机，既是服务器也是终端，形成端到
端的一种工作模式。
局域网曾经是一种典型的主机/终端工作方式； 后来，又成为客户机/服务器模式；现在也可以工
作
在P2P方式； 29.09.2020
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一、对等网络P2P (Peer to Peer)
在P2P的网络环境中，所有彼此连接的计算 机（包括终端）都处于对等的地位，每一 台计算机既能充当网络服务的请求者，也 能对其他计算机的请求作出响应，也就是 说每个节点充当服务器时，为其它节点提 供服务，同时也充当客户端，享用其它节 点提供地服务，网络不再依赖于服务器。
查询节点收到QueryHit以后，就可以直接到该主 机去下载文件；
缺点：由于采用洪泛式查询机制，每个节点都要 把主机收到的查询消息转发出去，所以网络流量 呈几何式增加，版权查询的命中率也不高；
29.09.2020
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1、文件共享类系统3：BitTorrent
BT是一个可以多点下载的文件分发协议；每一个用户 在下载的同时，也为其它的用户提供上传，所以参与的 用户越多，下载的速度越快；
但是在P2P环境下，每个节点的地位是对等的， 每个节点都可以为其它节点提供服务，每个节 点也可以接收其它节点的服务；所以，所有的 闲散资源都可以得到利用，而且对等点越多， 网络性能就越好；
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一、对等网络P2P (Peer to Peer)
C/S网络：
P2P网络：
依赖服务器的管理， 无中心点，管理不易；
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服务器
客户机
29.09.2020
客户机
客户机
客户机 客户机
传统网络工作模式
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一、对等网络P2P (Peer to Peer)
C/S环境下，各个客户端的资源需要由服务器 来组织，客户端的资源（例如存储空间、CPU 周期等）不可能为其它的终端所利用；
传统的C/S网络结构（图1－1）
管理比较容易；
数据的安全性难以保证
服务器负担重，服务 各终端对网络本身影响
器对网络的影响很大； 较小；
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节点
节点
节点
节点
节点
P2P网络工作模式
29.09.2020
8
二、主流P2P系统的分类
分类： 文件共享类系统：Napster、Gnutella、
BitTorrent、eMule、Maza； 即时通信类系统：Skype、QQ、GTalk;； 流媒体类系统：AnySee、PPlive； 共享存储类系统：OceanStore、Granary； 对等计算类系统：SETI；
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一、对等网络P2P (Peer to Peer)
以往的计算机网络，在C/S模式下工作，是 依赖于服务器的，客户端（即终端）要交 换数据必须向服务器提出请求，由服务器 来实现；
P2P网络中，弱化了服务器的功能，乃至取 消了服务器。任意两台PC终端可以互为服 务器/客户机。节点的使用者，可以随意地 将信息发布到网上。
用户F
用户M
Napster系统结构示意图
12Байду номын сангаас
1、文件共享类系统2： Gnutella系统
Napster的变种； Gnutella系统能够智能发现节点、完全分布
式；
用户运行Gnutella系统的客户端软件以后即 可加入Gnutella网络；
Gnutella协议分为消息协议（节点之间相互 发现和搜索资源）和下载协议（节点之间 用来传送文件）；