初识P2P网络

来源:互联网 发布:化妆品销售数据 编辑:程序博客网 时间:2024/06/14 02:56

1.P2P网络(对等网络)是一种特殊的分布式网络(p2p网络被称为对等网络或对等计算,是有别于传统模式的c/s模式的分布式网络)。

  对等网络的定义

   集中式管理与控制模式  网络结点在功能上是不平等的,总有一些少数结点在网络中占居中心主导地位,管理其它从属结点可执行的操作,控制它们间的信息交互。其特点是网络管理复杂度小且易于控制,但不足是网络工作效率低、规模扩展性不好且存在单点故障。

  分布式管理与控制模式  网络结点在功能上是平等的,网络中没有结点比其它结点拥有更大的特权,网络的管理与控制由各个结点间的相互协作来完成的。其特点是网络工作效率高、规模扩展性强,但网络管理复杂度大且不易于控制。

2.对等网络(Peer-to-Peer Network,P2P)的特点:
    分布式系统与计算机网络相结合的产物,是采用对等计算模式工作的计算机网络(应用服务)。每个节点在行为上是自由的,在功能上是平等的,在关系上是互联的。所有节点分布式地自组织成一个整体网络,能够极大地提高网络效率,充分地利用网络带宽,发挥每个网络节点的潜能。

简单概括就是:

        自由、平等与互联是对等网络的主要特征

        自由——节点自主决定自己的行为。
        平等——节点无主次之分。
        互联——节点可依据某种关系与其它节点建立逻辑连接,从而构成应用层覆盖网络

        对等网络区别于其它系统的本质特征具体体现如下:

        (1)网络拓扑结构严格

        该网络在网络应用层构建了一个有严格拓扑结构的覆盖网。该结构对对等网络功能的实现具有基础意义。 常见的结构有:星型结构、随机图结构、双层结构、带玄环结构、超立方体结构、多维空间结构、蝴蝶结构及CCC结构等 如下图所示:

   

        (2)节点和数据对象位置确定

        通过基于一致散列函数提供物理网上的节点与数据到覆盖网上的节点与数据映射,并在覆盖网上实现节点与数据对象的某种关联,这对结构化的对等网络来说,它能保证准确定位到节点与数据上

       (3)高效路由

       任意两个节点间的定位所需的覆盖网络的路由跳数的典型值为TTL(对无结构网络)或LogN(结构化网络),其中TTL为跳数限制,N为覆盖网络中节点的个数。注意:覆盖网与物理网的互联拓扑结构的不一致,实际IP路由跳数会高于覆盖网路由跳数,但仍可控制在LogN的常数倍范围内

      (4)负载均衡

       由于采用一致散列函数,所有的节点都大致均匀地分布在网络结构上,所有的数据都大致均匀地分布在已存在的节点上。

      (5)容错与动态自适应

         采用冗余和周期性检测等方法,处理覆盖网上节点的增删与这些节点上存放数据的调整,数据对象的增删

      (6)行为的自由与匿名性

        因采用一致散列函数,它将用户信息与数据对象信息映射到一个表面上看起来没有任何意义数值标识(ID),这个标识惟一代表了用户和数据,由于安全散列函数的单向性和抗冲突性,不可能从此ID破解出它所代表的信息,P2P网络上用户是匿名的
3.对等的连接方式:    

  对等连接(peer-to-peer,简写为 P2P)是指两个主机在通信时并不区分哪一个是服务请求方还是服务提供方。只要两个主机都运行了对等连接软件(P2P 软件),它们就可以进行平等的、对等连接通信。双方都可以下载对方已经存储在硬盘中的共享文档。

4.P2P网络的典型应用:文件共享,媒体播放(多媒体传输),数据存储,分布计算,通信领域(实时通信),协同计算(协同工作),p2p搜索引擎等

5.p2p网络和c/s网络的区别:

   

P2P网络:网络中所有计算机都处于对等地位,每台计算机既能充当客户端,又能作为服务器向其他计算机提供资源与服务

传统的C/S网络模式:网络拥有强大处理能力和大带宽的高性能服务器,大量数据集中存放在服务器上,为互联网上的其他PC客户端提供服务。

6.按网络架构和发展历史,P2P网络的发展:
从对等网络的设计思想出发,兼顾已有的网络体系结构和出现的时间两方面因素,对等网络可分为三代:    

第一代 混合式对等网络  它是C/S与P2P两种模式的混合结果;    

第二代 无结构对等网络  它以分布、松散的结构来组织网络;    

 第三代 结构化对等网络  它以准确、严格的结构来组织网络,并能有效地定位节点和数据。

7.p2p网络产生的主要原因:

8.对等网络与已有的TCP/IP的关系
   对等网络应用与以前讲述的客户/服务器模式、集中式系统与分布式系统等均都是指工作在应用层上的工作方式,而TCP/IP体系的下三层通常采用标准与单一的工作方式,为应用层不同的工作方式提供服务的。

9.对等网络的核心机制:

     对等网络是在应用层建立逻辑上的覆盖网络(Overlay Network),它不考虑下面三层是如何工作的,将注意力集中于覆盖网络的设计与优化上。(注意:覆盖网络中两个节点间的路径序列与其对应在IP网络中路径序列常常是不一致的。)

   对等网络的核心机制是由围绕在一个确定覆盖网络结构上采用某种方法能准确与快速地路由消息和定位数据对象的一系列处理过程组成。

  这些处理结构(过程)主要如下:

10.对等网络的有点

   (1)网络工作效率高

        C/S模式是基于集中控制的,存在一个网络工作效率的中心节点。P2P模式采用非集中处理结构,不存在一个网络工作效率的中心节点。它在网络应用层构建了一个有(严格)拓扑结构的覆盖网络。采用一致性散列函数(Consistant hashing)将网络节点和数据对象高效、均匀地映射到覆盖网络中,使得它有很高的路由效率(查找时间约为logN)

  (2)充分利用网络带宽

      C/S模式是基于集中控制的,网络带宽受服务器性能和客户端的数量限制。P2P模式中任意对等节点间平等地互联、自主的交换信息中不受其它节点控制,数据传输速率只取决于网络带宽,因此,它能充分利用网络带宽.

  (3)发挥每个网络节点的潜力

      C/S模式中几乎所有的计算任务都在核心节点――服务器上执行。P2P模式中将网络的核心从服务器转变为每一个网络节点,数据分散地存储在所有的节点上,计算任务由各个结点分布、协同地完成,每个节点都是网络的主体。

  (4)高可扩展性

     C/S模式当网络结点总数增加时,服务器负载也会随之线性地增加,其服务性能也会随之降低。P2P模式中当网络结点总数增加时,随之增加的通信量被更多的节点所分担,每个节点承担的负载并不会增大太多,也不需要增加额外设备且P2P网络路由跳数的增量非常少。
   (5)容错性强

     由于网络的动态变化,网络上节点的动态增删与数据对象的动态增删会使网络节点的状态变的陈旧,与实际网络应有的状态不一致,进而影响网络工作效率。采用冗余和周期性检测等方法,处理这种情况。

12.P2P网络的核心工作机制

     覆盖网拓扑结构   适当拓扑结构有利于P2P应用可靠、稳定、有效地工作
    

0 0
原创粉丝点击