P2P对等网络.pptx

P2P 对等网络n主要内容np2p简介np2p和c/s模式的比较np2p发展历史（几种拓扑结构）np2p技术特点及存在的问题你接触过p2p吗？n文件共享n媒体播放n数据存储n分布计算等P2Pn 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。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n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。n安全性较好。CS模式的缺点n投资大且维护成本高昂。n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。n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模式的优点n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。n无sever瓶颈，对等点越多，网络的性能越好。n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。n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模式的缺点n缺乏管理机制n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p2p网络结构分类第一代p2p网络第二代p2p网络第三代p2p网络第四代p2p网络集中式拓扑全分布式非结构化拓扑全分布式结构化拓扑混合式拓扑当前正在发展。基于中央控制的集中式p2p网络经典实例：Napster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。Napster工作原理集中式p2p网络的优缺点优点:n维护简单；n查找速度快，发现效率高；缺点:与传统c/s结构类似，容易造成单点故障n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n当用户数量大量增加时，系统的性能会大大下降n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网络拓扑经典实例：经典实例：Gnutella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。GnutellanGnutella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.Where is file A?QueryReplynGnutella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非结构化纯p2p网络优缺点n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。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。混合式p2p网络拓扑的优缺点n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。n缺点:对超级点依赖性大，易于受到攻击，容错性也受到影响 BitTorrentnBitTorrent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。BitTorrent的对等下载过程 BitTorrent的对等下载过程 n打开一个网页，单击某个链接以找到您所需的文件。nBitTorrent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）。n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。n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。n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。n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。结构化网络模型结构化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.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。2.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。3.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。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。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 差差好可靠性 差好好中可维护性 最好最好好中发现算法效率 最高中高中复杂查询 支持支持不支持支持p2p对等网络技术的主要特点n非中心化n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。n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。n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n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。n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。p2p发展带来的问题n知识产权问题n带宽问题n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。