P2P对等网络

c/s和p2p模式比较
自由 平等 互联
c/s模式
C/S 模式的优点


信息存贮与管理比较集中规范。互联网上可以 公开访问的信息基本上都保存在服务器上，信 息的储存管理功能较为透明，用户提出访问请 求后，无须再过问其他，服务器则根据一定的 规则应答访问请求。 安全性较好。
C／S模式的缺点

投资大且维护成本高昂。
p2p网络结构分类 第三代p2p网络 全分布式结构化拓扑
混合式拓扑
第四代p2p网络
当前正在发展。。。
基于中央控制的集中式p2p网络
中央目录服 务器存储的 是对等结点 的信息资源 的目录索引 信息。
经典实例：Napster
Napster工作原理
集中式p2p网络的优缺点
优点:
维护简单；
查找速度快，发现效率高；
P2P模式的优点



资源的高利用率。每一个结点可以贡献自己的 资源，也可以利用网络上其他结点的信息资源， 使闲散资源有机会得到利用。 无sever瓶颈，对等点越多，网络的性能越好。 负载均衡：对等网中由于资源分布在多个结点 上，更好的实现了整个网络中数据流量和处理 能力的负载均衡。 信息在网络设备间直接流动，高速及时，降低 中转服务成本。
p2p发展带来的问题

知识产权问题 带宽问题 网络安全问题:由于p2p强大的文件共享能力为计算 机病毒与恶意代码等的快速传播创造了极为有利的 条件。只要有一个节点感染病毒，就可以通过共享 和通信机制将病毒扩散到其他节点，在短时间内可 以造成网络拥塞甚至瘫痪，共享信息丢失，机密信 息失窃。
BitTorrent

BitTorrent协议将一些文件跟踪任务分配给中央服务器 （称为跟踪服务器）。采用一种称为“以牙还牙”的 原则。这就是说如果您想接收文件，您就必须发送文 件。这样就解决了寄生问题——这是BitTorrent的开发 人之一布拉姆· 科恩的初衷。使用BitTorrent协议时，您 与他人共享的文件越多，您的下载速度就会越快。最 后，为了更好地利用可用的网络带宽（数据传输的通 路），BitTorrent协议从多个计算机同时下载所需文件 的不同片段。
服务器及带宽决定了网络的性能。每台服务器 的自身存储空间决定了所能提供的信息量，而 且客户端访问数量过多，超过了服务器所能容 纳的量，服务器会负荷过大而造成系统的瘫痪。 服务器容错性不高，一旦服务器出现问题，整 个系统将会瘫痪。


p2p模式
p2p模式下，没有提 供信息的服务器和接 受信息的客户端之分， 每台电脑既是信息提 供者又是索取者，结 点之间通过直接互连 实现信息资源的共享， 而无需依赖集中式服 务器的支持。
P2P 对等网络

主要内容



p2p简介 p2p和c/s模式的比较 p2p发展历史（几种拓扑结构） p2p技术特点及存在的问题
你接触过p2p吗？

文件共享 媒体播放 数据存储



分布计算等
P2P

P2P(Peer to Peer)
即对等网络，计算机之间通过 直接交换来实现计算机资源和 服务的共享。 P2P网络环境中每个结点既充 当服务器，为其他结点提供服 务，同时也享用其他结点提供 的服务，弱化了服务器的作用， 甚至取消服务器。
非结构化纯p2p网络优缺点

解决了网络结构中心化的问题，扩展性和容错 性较好。由于没有一个对等结点知道整个网络 的结构，网络中的搜索算法以洪泛的方式进行， 控制信息的泛滥消耗了大量带宽并很快造成网 络拥塞甚至网络的不稳定，从而导致整个网络 的可用性较差，另外这类系统更容易受到垃圾 信息，甚至是病毒的恶意攻击。
结构化网络模型
结构化与非结构化模型的根本区别在于每个 结点所维护的邻居是否能够按照某种全局 方式组织起来以利于快速查找。
结构化P2P模式是一种采用纯分布式的消息传递机制和根据关键字 进行查找的定位服务。 目前主流方法：分布式哈希表(DHT)技术。DHT也是目前扩展性最 好的P2P路由方式之一。
1.
P2P模式的缺点

缺乏管理机制
安全性差 由于p2p并发连接的特点，一个拥有 众多用户的p2p网络可能成为黑客的攻击对象， 而且分散式结构的p2p网络有利于木马病毒等 破坏性程序的传播，这将极大的威胁p2p网络 的安全

p2p网络结构拓扑模型
第一代p2p网络
集中式拓扑
全分布式非结构化拓扑
第二代p2p网络


•如果您在下载完成后继续运行BitTorrent客户端软件， 则其他人可从您的计算机中接收到.torrent文件；此时 您在“以牙还牙”系统中的级别将提升，从而使您将 来的下载速度得以提高。 同时下载文件片段的方式有助于解决采用其他对等下 载方式常见的问题：对等计算机上传文件的速度要比 下载文件的速度慢得多。通过同时下载多个文件片段， 总体下载速度将大大提高。群中包含的计算机数量越 多，文件传输的速度就会越快，因为文件片段的来源 增多了。基于这个原因，BitTorrent特别适用于大型的 文件下载。
BitTorrent的对等下载过程
BitTorrent的对等下载过程




•打开一个网页，单击某个链接以找到您所需的文件。 •BitTorrent客户端软件与跟踪服务器通讯，以找到运行 BitTorrent并存储有完整文件的其他计算机（种子计算 机）以及存储有部分文件的计算机（即通常处于下载 文件过程中的对等计算机）。 •跟踪服务器将识别计算机群，即具有全部或部分文件 并正在发送或接收文件的互连计算机。 •跟踪服务器将协助客户端软件与群中的其他计算机交 换所需文件的片段。您的计算机将同时接收多个文件 片段。
混合式p2p网络拓扑的优缺点


优点:由于普通节点的文件搜索先在本地所属的簇内进行, 只有查询结果不充分的时候,再通过超级节点之间进行有 限的洪泛。这样就极为有效地消除纯P2P结构中使用洪泛 算法带来的网络拥塞、搜索迟缓等不利影响。同时，由于 每个簇中的超级节点监控着所有普通结点的行为，能确保 一些恶意的攻击行为在网络局部得到控制，在一定程度上 提高整个网络的负载平衡。 缺点:对超级点依赖性大，易于受到攻击，容错性也受到 影响
混合式p2p网络拓扑
超级结点
普通结点
混合式p2p网络拓扑
引入了超级结点的概念，综合了集中式P2P快 速查找和纯P2P去中心化的优势。 按结点能力 不同(计算能力、内存大小、连接带宽、网络滞 留时间等)区分为普通结点和超级结点两类。超 级结点与其临近的若干普通结点之间构成一个 自治的簇，簇内采用基于集中目录式的P2P模 式，而整个P2P网络中各个不同的簇之间再通 过纯 P2P的模式将超级节点相连起来。
4种结构的性能比较
比较标准／ 拓扑结构 中心化拓扑 全分布式非 结构化拓扑 全分布式结 构化拓扑 半分布式拓 扑
可扩展性 可靠性
差 差
Leabharlann Baidu
差 好
好 好 中
可维护性 发现算法效 率
复杂查询
最好 最高
支持
最好 中
支持
好 高
不支持
中 中
支持
p2p对等网络技术的主要特点



非中心化 自组织:对等网通常是以自组织的方式建立起来的，允 许结点自由地加入和离开。在部分结点失效时能够自 动调整网络拓扑，保持其他结点的连通性。 可伸缩性：在对等网中随着用户的增加，网络中的资 源和服务能力也在同步增长。 负载均衡:由于资源分布在多个结点，更好地实现了整 个网络中数据流量和处理能力的负载均衡。
p2p对等网络技术的主要特点


健壮性：由于资源和服务是分散在各个结点中的，部 分结点或网络遭到破坏时不影响网络的其他部分的运 行，并且由于自组织特性，对等网能够自动调整网络 拓扑保持网络的连通。 高性能－价格比：采用对等网技术可以有效地利用互 联网中大量的空闲计算机资源，将计算任务或存储数 据分布到多个结点上，达到高性能计算和海量存储的 目的。通过利用网络中的大量空闲资源，可以用更低 的成本提供更高的计算和存储能力。
2.
3.
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，因此更能精准定位，通过较少的路由信息就可 以有效地实现到达目标节点。 DHT 取消了泛洪算法，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。 DHT着力减少冗余度以及延时；DHT在节点的虚拟标识与关键字最 接近的节点上复制备份冗余信息，很好避免了单一节点失效的问 题。
缺点:与传统c/s结构类似，容易造成单点故障 中央服务器的瘫痪容易导致整个网络崩溃，可靠 性和安全性较低 当用户数量大量增加时，系统的性能会大大下降 中央服务器的存在引起共享资源在版权问题上的 纠纷，并因此被攻击为非纯粹意义上的P2P网络模 型。
非结构化p2p网络拓扑
也称为纯p2p结构,没 有集中的中央目录服 务器，结点之间的内 容查询和共享都是直 接通过相邻结点广播 接力传递，同时每个 结点还会记录搜索轨 迹，以防止搜索环路 的发生。
经典实例：Gnutella
Gnutella

Gnutella是一个P2P文件共享系统，它和 Napster最大的区别在于Gnutella是纯P2P 系统，没有中央索引服务器。它采用洪 泛（Flooding）的查询方式。通过设置 TTL (Time To Live)的减值来控制搜索消 息无限制的传输。
Gnutella原理
I have file A. I have file A.
Reply
Query
Where is file A?

Gnutella运行原理、洪泛问题
•洪泛式搜索 flooding search， 系统开销大
•有限深度TTL(Time to Live)， 不保证一 定查询到已有文件