【正文】 構(gòu)，即以Napster為代表的集中目錄式結(jié)構(gòu)、以Gnutella為代表的純P2P網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和混合式P2P網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。從P2P技術(shù)的分代來說，到目前為止的P2P技術(shù)可分為四代：第一代P2P（中央控制網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)），第二代P2P（分散分布網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)），第三代 P2P9（混合網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)），第四代P2P（目前發(fā)展中P2P技術(shù)）。P2P正式步入發(fā)展的歷史可以追溯到1997年7月，那幾乎就是互聯(lián)網(wǎng)在中國起步的階段。在一段介紹此時P2P技術(shù)的時間表中這樣寫著：“Hotline Communications is founded, giving consumers software that lets them offer files for download from their own puters.”（1997年7月，Hotline Communications公司成立，并且研制了一種可以使其用戶從別人電腦中直接下載東西的軟件）。　　或許有人還記得，早在1998年，美國東北波士頓大學的一年級新生、——如何在網(wǎng)上找到音樂而編寫的一個簡單的程序，這個程序能夠搜索音樂文件并提供檢索，把所有的音樂文件地址存放在一個集中的服務(wù)器中，這樣使用者就能夠方便地過濾上百的地址而找到自己需要的MP3文件。到了1999年，令他們沒有想到的是，這個叫做Napster的程序成為了人們爭相轉(zhuǎn)告的“殺手程序”——它令無數(shù)散布在互聯(lián)網(wǎng)上的音樂愛好者美夢成真，無數(shù)人在一夜之內(nèi)開始使用Napster。在最高峰時Napster網(wǎng)絡(luò)有8000萬的注冊用戶，這是一個讓其他所有網(wǎng)絡(luò)望塵莫及的數(shù)字。這大概可以作為P2P軟件成功進入人們生活的一個標志。　　時間表中這樣記錄著這一段歷史：　　January 1999:　　Shawn Fanning, 18, creates the Napster application and service while a freshman at Northeastern University.　?。?999年1月。）　　May 1999:　　Napster Inc. is founded.　　(1999年5月，Napster公司宣告成立。）　　之所以我們注重開端，是因為這是一個非同意義上的起始，也正是從這天起，P2P開始了它曲折但極富生命力的發(fā)展。到了2000年，P2P技術(shù)的發(fā)展就得使用月甚至日來記載了。直到現(xiàn)在使用P2P技術(shù)的軟件比比皆是，人們也在不知不覺中感受到了P2P作為高科技發(fā)展載體的快樂。平常我們使用的 、MSN就不提了，其他軟件更是鋪天蓋地，讓人目不暇接。 P2P傳輸技術(shù)的基礎(chǔ)及原理現(xiàn)今最普遍的分布計算模型是客戶/服務(wù)器（Client/Server, C/S）模型。在客戶/服務(wù)器體系中，客戶請求服務(wù)，服務(wù)器提供服務(wù)。在當今的Internet上，存在大量的服務(wù)器Web服務(wù)器，郵件服務(wù)器，F(xiàn)TP服務(wù)器等等?？蛻?服務(wù)器體系是中央化體系的一個例子，整個的網(wǎng)絡(luò)都依靠中央的節(jié)點和命名的服務(wù)器來提供服務(wù)。如果沒有服務(wù)器，網(wǎng)絡(luò)將是毫無意義的；如果沒有它們，Web瀏覽器如何工作？不論客戶端或者瀏覽器的數(shù)目有多少，網(wǎng)絡(luò)只能在服務(wù)器存在的前提下才有意義。和客戶/服務(wù)器體系相似，P2P也是一個分布的計算模型，但是有一個很大的不同，P2P是一個非中央化的體系，在網(wǎng)絡(luò)中并沒有客戶或者服務(wù)器的狀態(tài)區(qū)分。網(wǎng)絡(luò)中的每個實體都是同等的，有著同樣的狀態(tài)，這意味著一個實體可以請求一個服務(wù)（客戶端的特性）或者提供一個服務(wù)（服務(wù)器的特性）。雖然每個節(jié)點在網(wǎng)絡(luò)中有著同等的狀態(tài)，不過它們并不要求都有著同樣的物理性能。一個P2P網(wǎng)絡(luò)可以包含有不同性能的節(jié)點，由移動設(shè)備到大型機。對于一個移動設(shè)備來說，可能由于自身的限制，不能作為服務(wù)器，但從網(wǎng)絡(luò)方面來說，并沒有這個限制。在客戶/服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)中，當網(wǎng)絡(luò)增大時（即越來越多的客戶加入），中央服務(wù)器的壓力就越大。當加多一個客戶，中央節(jié)點的性能就會弱化；而它的失效將會導致整個網(wǎng)絡(luò)的癱瘓。對于P2P網(wǎng)絡(luò)來說，情況就完全不一樣了。由于網(wǎng)絡(luò)中的每個實體（或者節(jié)點）都是積極的參與者，每個節(jié)點都會為網(wǎng)絡(luò)提供一些資源，例如存儲空間或者CPU。當越來越多的節(jié)點加入網(wǎng)絡(luò)時，網(wǎng)絡(luò)的性能將會增長。因此，當網(wǎng)絡(luò)增大時，它的性能也會增強。我們將不會碰到客戶/服務(wù)器體系中的擴展問題。P2P網(wǎng)絡(luò)和客戶/服務(wù)器模型還有一個很大的不同點是：即使只有一個節(jié)點是活躍的，P2P網(wǎng)絡(luò)也被認為是活躍的。只有在沒有任何節(jié)點時，P2P網(wǎng)絡(luò)才是不可用的。目前，Internet的存儲模式是“內(nèi)容位于中心”，無論以（B/S，Browser/ Server）或是（C/S，Client/Server）結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)的應用，都必須在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)設(shè)置一個服務(wù)器，所有的信息通過服務(wù)器傳遞給請求訪問的客戶端。信息先集中上傳到服務(wù)器保存，然后再分別下載，或是信息經(jīng)過服務(wù)器上的軟件處理后才在網(wǎng)絡(luò)上傳遞。P2P的運用將使Internet上的內(nèi)容向邊緣移動，P2P技術(shù)是一種用于不同PC用戶之間，不經(jīng)過中繼設(shè)備直接交換數(shù)據(jù)或服務(wù)的技術(shù)。P2P打破了傳統(tǒng)的Client/Server模式。在P2P模式中，每個節(jié)點的地位都是相同的，具備客戶端和服務(wù)器雙重特性，可以同時作為服務(wù)使用者和服務(wù)提供者。 P2P的運用在互聯(lián)網(wǎng)信息極大豐富的現(xiàn)在，其好處是顯而易見的。首先，P2P提供機會利用大量閑置資源，這些閑置資源包括給定節(jié)點設(shè)備的CPU處理能力，磁盤空間以及常駐在計算機內(nèi)的文件內(nèi)容。其次P2P可以解決大量客戶端訪問服務(wù)器同一數(shù)據(jù)造成的網(wǎng)路擁堵、服務(wù)器負載過大等瓶頸問題，通過算法設(shè)計和網(wǎng)絡(luò)拓撲構(gòu)建，P2P可以均衡網(wǎng)絡(luò)負載，有效地分配轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。此外，P2P可以削弱因單個節(jié)點失效對全局的影響，因為節(jié)點的對等性，每個節(jié)點都可以承擔服務(wù)提供者的功能。 P2P環(huán)境下流媒體傳輸模型及原理流媒體是指在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)上按時間先后次序傳輸和播放的連續(xù)音、視頻數(shù)據(jù)流。流媒體數(shù)據(jù)流具有3個特點：連續(xù)性、實時性、時序性，即其數(shù)據(jù)流具有嚴格的前后時序關(guān)系。由于流媒體的這些特點，它已經(jīng)成為在互聯(lián)網(wǎng)上實時傳輸音、視頻的主要方式。本質(zhì)上，流媒體技術(shù)是一種在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)上傳遞多媒體信息的技術(shù)。目前數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)具有無連接、無確定路徑、無質(zhì)量保證的特點，給多媒體實時數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)上的傳輸帶來了極大的困難，流媒體技術(shù)的主要目標就是：通過一定的技術(shù)手段實現(xiàn)在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)上有效地傳遞多媒體信息流。傳統(tǒng)的流媒體服務(wù)大都是客戶/服務(wù)器（C/S）模式，即用戶從流媒體服務(wù)器點擊觀看節(jié)目，然后流媒體服務(wù)器以單播方式把媒體流發(fā)送給用戶。當流媒體業(yè)務(wù)發(fā)展到一定階段后，用戶總數(shù)大幅度增加，這種C/S模式加單播方式來推送媒體流的缺陷便明顯地顯現(xiàn)出來（如流媒體服務(wù)器帶寬占用大、流媒體服務(wù)器處理能力要求高等），帶寬、服務(wù)器等常常成為系統(tǒng)瓶頸，系統(tǒng)的可擴展性差。近年來，人們把P2P技術(shù)引入到流媒體傳輸中而形成了P2P流媒體技術(shù)，該方法有兩方面的優(yōu)點。首先，這種技術(shù)并不需要互聯(lián)網(wǎng)路由器和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的支持，因此性價比高且易于部署；第二，在這種技術(shù)中，流媒體用戶不只是下載媒體流，而且還把媒體流上載給其他用戶，因此，這種方法可以擴大用戶組的規(guī)模，且更多的需求也帶來了更多的資源。P2P流媒體系統(tǒng)按照其播送方式可分為直播系統(tǒng)和點播系統(tǒng)，此外近期還出現(xiàn)了一些既可以提供直播服務(wù)也可以提供點播服務(wù)的P2P流媒體系統(tǒng)。（1）直播：在流媒體直播服務(wù)中，用戶只能按照節(jié)目列表收看當前正在播放的節(jié)目。在直播領(lǐng)域，交互性較少，技術(shù)實現(xiàn)相對簡單，因此P2P技術(shù)在直播服務(wù)中發(fā)展迅速。2004年，香港科技大學開發(fā)的CoolStreaming原型系統(tǒng)將高可擴展和高可靠性的網(wǎng)狀多播協(xié)議應用在P2P直播系統(tǒng)當中，被譽為流媒體直播方面的里程碑，后期出現(xiàn)的PPLive和PPStream等系統(tǒng)都沿用了其網(wǎng)狀多播模式。P2P直播是最能體現(xiàn)P2P價值的表現(xiàn)，用戶觀看同一個節(jié)目，內(nèi)容趨同，因此可以充分利用P2P的傳遞能力，理論上，在上/下行帶寬對等的基礎(chǔ)上，在線用戶數(shù)可以無限擴展。（2）點播：與直播領(lǐng)域相對應，在P2P流媒體點播服務(wù)中，用戶可以選擇節(jié)目列表中的任意節(jié)目觀看。在點播領(lǐng)域，P2P技術(shù)的發(fā)展速度相對緩慢，一方面是因為點播當中的高度交互性實現(xiàn)的復雜程度較高；另一方面是節(jié)目源版權(quán)因素對P2P點播技術(shù)的阻礙。目前，P2P的點播技術(shù)主要朝著適用于點播的應用層傳輸協(xié)議技術(shù)、底層編碼技術(shù)、以及數(shù)字版權(quán)技術(shù)等方面發(fā)展。與P2P流媒體直播不同，P2P流媒體點播終端必須擁有硬盤，其成本高于直播終端。目前P2P點播系統(tǒng)還需在技術(shù)上進一步探索，期望大規(guī)模分布式數(shù)字版權(quán)保護（DRM）系統(tǒng)的研究，以及底層編碼技術(shù)的發(fā)展能為P2P點播系統(tǒng)的實施鋪平道路。P2P流媒體系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)目前存在很多P2P流媒體的研究成果及實際系統(tǒng)，它們在其覆蓋網(wǎng)絡(luò)的組織結(jié)構(gòu)上可以被大體分成兩大類，即基于樹（Treebased）的覆蓋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)驅(qū)動隨機化的覆蓋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)1） 基于樹的方法大部分系統(tǒng)都可以歸類為基于樹的方法。在這種方法中，節(jié)點被組織成某種傳輸數(shù)據(jù)的拓撲（通常是樹），每個數(shù)據(jù)分組都在同一拓撲上被傳輸。拓撲結(jié)構(gòu)上的節(jié)點有明確定義的關(guān)系，例如，樹結(jié)構(gòu)中的“父節(jié)點子節(jié)點”關(guān)系。這一方法是典型的推送方法，即：當節(jié)點收到數(shù)據(jù)包，它就把該數(shù)據(jù)包的拷貝轉(zhuǎn)發(fā)到它的每一個子節(jié)點。既然所有的數(shù)據(jù)包都遵循這一結(jié)構(gòu)，那么保證這一結(jié)構(gòu)在給所有接受節(jié)點提供高性能時是最優(yōu)的。更進一步，當節(jié)點隨意加入和離開時，該結(jié)構(gòu)必須得以維持。特別地，如果某節(jié)點突然崩潰或者其性能顯著下降，它在該樹結(jié)構(gòu)上所有的后代節(jié)點都停止接收數(shù)據(jù)，且該樹結(jié)構(gòu)必須被修復。最后，當組建基于樹的結(jié)構(gòu)時，避免出現(xiàn)環(huán)是一個必須要解決的重要問題?；跇涞姆椒赡苁亲钭匀坏姆椒?，不需要復雜的視頻編碼算法。然而，其中需要重點考慮的一個問題是節(jié)點失效，特別地，靠近樹根的節(jié)點失效將中斷大量用戶的數(shù)據(jù)傳輸，潛在地帶來瞬時低性能的結(jié)果。此外，在該結(jié)構(gòu)中大多數(shù)節(jié)點都是葉子節(jié)點，他們的上行帶寬沒有被使用到。為了解決這些問題，已有研究提出了一些帶有彈性的結(jié)構(gòu)，如基于多重樹的方法。2） 數(shù)據(jù)驅(qū)動方法近年來，人們又提出用于P2P的數(shù)據(jù)驅(qū)動的方法。數(shù)據(jù)驅(qū)動的覆蓋網(wǎng)絡(luò)與基于樹結(jié)構(gòu)的最大不同在于它不組建和維護一個傳輸數(shù)據(jù)的明顯拓撲結(jié)構(gòu)，它用數(shù)據(jù)的可用性去引導數(shù)據(jù)流，而并不是在高度動態(tài)的P2P環(huán)境下不斷地修復拓撲結(jié)構(gòu)。一個不用明確維護拓撲結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)分發(fā)方法是使用Gossip協(xié)議。在典型的Gossip協(xié)議中，節(jié)點給一組隨機選擇的節(jié)點發(fā)送最近生成的消息；這些節(jié)點在下一次做同樣的動作，其他節(jié)點也做同樣的動作，直到該消息傳送到所有節(jié)點。對Gossip目標節(jié)點進行隨機選擇可以在存在隨機失效的情況下使系統(tǒng)獲得較好的健壯性，另外還可以避免中心化操作。然而，Gossip不能直接用作視頻廣播，因為其隨機推送可能導致高帶寬視頻的大量冗余。此外，在沒有明確的拓撲結(jié)構(gòu)支持下，最小化啟動和傳輸時延成為主要問題。為了解決這些問題，一些解決方案，例如Chainsaw、CoolStreaming采用拉取技術(shù)，即：節(jié)點維持一組伙伴并周期性地同伙伴交換數(shù)據(jù)可用性信息，接著節(jié)點可以從一個或多個伙伴找回沒有獲得的數(shù)據(jù)，或者提供可用數(shù)據(jù)給伙伴。由于節(jié)點只在沒有數(shù)據(jù)時去主動獲取，所以避免了冗余。此外，由于任一數(shù)據(jù)塊可能在多個伙伴上可用，所以覆蓋網(wǎng)絡(luò)對時效是健壯的。最后，隨機化的伙伴關(guān)系意味著節(jié)點間的潛在的可用帶寬可以被完全利用。 P2P系統(tǒng)與傳統(tǒng)C/S系統(tǒng)的比較目前最流行的網(wǎng)絡(luò)計算模式是C/S模式，C/S結(jié)構(gòu)具有如下特點: 1)集中計算方式，信息和數(shù)據(jù)都保存在服務(wù)器端。只有服務(wù)器端具有控制能力，客戶端基本上只是一個高性能的I/O設(shè)備。 2)服務(wù)器及網(wǎng)絡(luò)的帶寬決定了網(wǎng)絡(luò)的性能。每臺服務(wù)器所能提供的作息數(shù)量受到自身存儲空間的限制，而任意時刻它所能支持的客戶端訪問數(shù)量則既受到自身處理能力的限制也受到服務(wù)器所在網(wǎng)絡(luò)吞吐能力的限制。 3)URL用來表示信息資源的地址，但是URL很少能直接體現(xiàn)所定位的信息的內(nèi)容，甚至不能直接鏈接到具體的內(nèi)容上。 4)被發(fā)布信息的分布與生存期十分穩(wěn)定。服務(wù)器只發(fā)布機器所有者想公之于眾的信息，這些信息將會在該服務(wù)器上穩(wěn)定地保存一段時間，并且該服務(wù)器通常也不間斷地運行在網(wǎng)絡(luò)上。 5)被發(fā)布信息的存貯與管理比較集中、規(guī)范?；ヂ?lián)網(wǎng)上所有可以公開訪問的信息基本上都保存在服務(wù)器上，服務(wù)器根據(jù)適當?shù)乃惴ê鸵?guī)則管理本地信息，應答客戶端的訪問請求或進行計算。P2P模式是非中心結(jié)構(gòu)，它與C/S模式有明顯的差別: 1)每一個對等點具有相同的地位，既可以請求服務(wù)也可以提供服務(wù)，同時扮演著C/S模式中的服務(wù)器和客戶端兩個角色，還可以具有路由器和高速緩沖存儲器的功能，從而弱化了服務(wù)器的功能，甚至取消了服務(wù)器。 2)P2P技術(shù)可以使得非互連網(wǎng)絡(luò)用戶很容易地加入到系統(tǒng)中。在P2P的計算環(huán)境中任何設(shè)備一從大型機到移動電話，甚至是傳呼機，均可以在任何地點方便地加入進來。P2P技術(shù)不僅可以應用于目前有線的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，同時該技術(shù)還可以應用于無線計算技術(shù)。 3)在P2P模式的網(wǎng)絡(luò)中，每一個對等體可以充分利用網(wǎng)絡(luò)上其他對等體的信息資源、處理器周期、高速緩存和磁盤空間。 4)P2P是基于內(nèi)容的尋址方式，這里的內(nèi)容不僅包括信息的內(nèi)容，還包括空閑機時、存儲空間等。P2P網(wǎng)絡(luò)中，用戶直接輸入要索取的信息的內(nèi)容，而不是信息的地址，P2P軟件將會把用戶的請求翻譯成包含此信息的節(jié)點的實際地址，而這個地址對用戶來說是透明的，P2P中的每一個對等體通常沒有固定的IP地址，并且可常常從網(wǎng)絡(luò)上斷開。 5)信息的存儲及發(fā)布具有隨意性，缺乏集中管理。與傳統(tǒng)的使用用戶服務(wù)技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)相比，P2P（peertopeer）技術(shù)更像是一個“全部開放”的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。個人用戶可以直接進行相互連接，而不需要通過一個又計算機控制的中央服務(wù)器。所謂的中央服務(wù)器在一個標準的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的作用就像一個看門狗一樣，保證網(wǎng)絡(luò)入口的安全，其方式就是通過對用戶身份進行驗證，并且阻攔住惡意的進入。但是在P2P系統(tǒng)中則完全不是這種情況。P2P系統(tǒng)并不像一般人認為的那樣，只是有更多的用戶在網(wǎng)絡(luò)上分享音樂，視頻或者游戲等