【正文】 2022/6/3 李之棠 HUST 1 P2P原理與技術(shù) Firewall 因特網(wǎng)洲際主干 洲際主干 ISP 消費(fèi)者用戶 第三方內(nèi)容 Web 服務(wù)器 應(yīng)用服務(wù)器 因特網(wǎng)主干 地區(qū)網(wǎng)絡(luò) 企業(yè)網(wǎng)提供商 ISP 專業(yè)提供商 本地 ISP T1 社團(tuán)用戶 社團(tuán)網(wǎng)絡(luò) 數(shù)據(jù)庫 Slide source: 消費(fèi)者用戶 Peer Peer Peer Peer 李之棠 華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 CERNET華中地區(qū)網(wǎng)絡(luò)中心 2022/6/3 李之棠 HUST 2 P2P原理與技術(shù) 1. 概述 2. 分類 3. 構(gòu)件與算法 4. 關(guān)鍵技術(shù)特性 5. P2P分析與比較 6. 研究與未來 2022/6/3 李之棠 HUST 3 什么是 P2P ?P2P： PeertoPeer – 對(duì)等 (網(wǎng)絡(luò)，計(jì)算 )… 。端到端 … – 以非集中方式使用分布式 資源 來完成 關(guān)鍵任務(wù) 的一類系統(tǒng)和應(yīng)用 ?資源 包括計(jì)算能力、數(shù)據(jù)（存儲(chǔ)和內(nèi)容）、網(wǎng)絡(luò)帶寬和場(chǎng)景（計(jì)算機(jī)、人和其它資源） ?關(guān)鍵任務(wù) 可能是分布式計(jì)算、數(shù)據(jù) /內(nèi)容共享，通信和協(xié)同、或平臺(tái)服務(wù) ?典型位置：因特網(wǎng)邊界或 adhoc網(wǎng)內(nèi) 2022/6/3 李之棠 HUST 4 1 2 n1 A:Sarnoff ’law :規(guī)模是 O(n) B: Metcalfe ’law :規(guī)模是 O(n2) Cn3 Cnn1 Cn2 Cn2 C: Reed ’law：規(guī)模是 O(2n) ?Sarnoff ’law：效益規(guī)模是 O(n)：網(wǎng)絡(luò)是廣播媒介，任 1發(fā)送者（設(shè)備）和多個(gè) (n1)接收者（設(shè)備）。 ?Metcalfe ’law：效益規(guī)模是 O(n2)網(wǎng)絡(luò)是全互連媒介，任何 1個(gè)設(shè)備可與其它 n1個(gè)交互，同時(shí)存在 n(n1)=n2n個(gè)并發(fā)執(zhí)行的事務(wù) ?Reed ’law：效益規(guī)模是 O(2n)：網(wǎng)絡(luò)是群組媒介。網(wǎng)絡(luò)可建立Cn2+Cn3+… Cnn1+Cnn = 2nn1 個(gè)小組 網(wǎng)絡(luò)服務(wù) 規(guī)模三法則 2022/6/3 李之棠 HUST 5 P2P的效果 ?巨大的 擴(kuò)展力 – 通過低成本交互來聚合資源，導(dǎo)致整體大于部分之和。 ?低成本的 所有權(quán) 和 共享 – 使用現(xiàn)存的基礎(chǔ)設(shè)施、削減和分布成本 ?匿名和隱私 – 允許對(duì)等端在其數(shù)據(jù)和資源上很大的自治控制 2022/6/3 李之棠 HUST 6 Linux XP P2P的網(wǎng)絡(luò)基本構(gòu)成2022/6/3 李之棠 HUST 7 0%20%40%60%80%100%F e b . 39。0 2 A u g . 39。0 2 F e b . 39。0 3 A u g . 39。0 3 F e b . 39。0 4 Ju l y 39。0 4O t h e rD a t a t ra n s f e rsU n i d e n t i f i e dF i l e s h a ri n gP2P 今天的影響 ? P2P文件共享產(chǎn)生的流量可能是今天因特網(wǎng) 最大的單項(xiàng)流量 Source: , July ‘04 Source: Eurpoean Tier I ISP Feb ‘04 BT HTTP eDonkey Inter2 traffic statistics Eurpoean traffic by Protocol 2022/6/3 李之棠 HUST 8 不同共享 P2P的 下載率 和 使用率 T o p 2 0 P o p u l a r P 2 P F i l e S h a r i n g A p p l i c a t i o n s050 , 00 0, 00 010 0, 00 0, 00 015 0, 00 0, 00 020 0, 00 0, 00 025 0, 00 0, 00 030 0, 00 0, 00 035 0, 00 0, 00 040 0, 00 0, 00 0KazaaMorpheusiMeshAudiogalaxyLimeWireBearShareGroksterWinMXBlubsterAres GalaxyXoloX2 Find MP3PioletWarez P2PeMuleiTunesShareazaNapsterNeoNapsterTwister of Downloads0102030405060708090100T o t a lD o w n l o a d sU s e r R a t i n g2022/6/3 李之棠 HUST 9 ?Deflection capabilities ?Responsiveness 全系統(tǒng)仿真由許多子系統(tǒng)仿真構(gòu)成 ?Lift Capabilities ?Drag Capabilities ?Responsiveness ?Thrust performance ?Reverse Thrust performance ?Responsiveness ?Fuel Consumption ?Braking performance ?Steering capabilities ?Traction ?Dampening capabilities Crew Capabilities accuracy perception stamina reaction times SOP’s 引擎模塊 機(jī)身模塊 翅膀模塊 起落架裝置模塊 水平尾翼模塊 乘員模塊 分布式 P2P 仿真 2022/6/3 李之棠 HUST 10 Folding@home/蛋白質(zhì)折疊和藥物設(shè)計(jì) ? 虛擬超級(jí)計(jì)算機(jī) peertopeer technology 產(chǎn)生空前大量的計(jì)算能力 ? 使醫(yī)療研究者能加速治療方法的改進(jìn)和藥物的設(shè)計(jì) ? 加快癌研究的新發(fā)現(xiàn) group/pandegroup/Cosm/ ypc/cancer/ 2022/6/3 李之棠 HUST 11 P2P的定義 ?Intel 工作組：通過在系統(tǒng)之間 直接交換 來 共享計(jì)算機(jī)資源和服務(wù) 的一種應(yīng)用模式 ?:在因特網(wǎng) 周邊 以 非客戶 地位使用的設(shè)備 ?: 通過 3個(gè)關(guān)鍵條件定義 – 具有 服務(wù)器質(zhì)量 的可運(yùn)行計(jì)算機(jī) – 具有獨(dú)立于 DNS的 尋址 系統(tǒng) – 具有與 可變連接合作 的能力 ?: – 利用 因特網(wǎng)邊界的 存儲(chǔ) /CPU/內(nèi)容 /現(xiàn)場(chǎng) 等資源的一種應(yīng) – 訪問這些非集中資源意味著運(yùn)行在 不穩(wěn)定連接和不可預(yù)知IP地址環(huán)境 下， P2P節(jié)點(diǎn)必須運(yùn)行在 DNS系統(tǒng)外邊 – 具備有效或全部的 自治 2022/6/3 李之棠 HUST 12 ?Kindberg:獨(dú)立生存 的的系統(tǒng) ?:給對(duì)等組提供或從對(duì)等組獲得 共享 – 對(duì)等端向組 給出 某些資源，并從組 獲得 某些資源 – Napster:把音樂供給組內(nèi)其他人，并從其他人獲得音樂 – 捐贈(zèng)計(jì)算資源用于外星生命的搜索或戰(zhàn)勝癌癥，獲得幫助其他人的滿足 ?另一種應(yīng)用模式選擇： – 相對(duì)集中式、和 C/S模式 – 純 P2P：沒有服務(wù)器的概念，所有成員都是對(duì)等端 ?并不是全新的概念 – 早期分布式系統(tǒng)：如 UUCP和交換網(wǎng)絡(luò) – 電話通信 – 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的通信、網(wǎng)絡(luò)游戲中的諸玩家 – 自助餐，志愿組活動(dòng) … 2022/6/3 李之棠 HUST 13 P2P 與 C/S Peer Peer Client Server ?二者在結(jié)構(gòu)和構(gòu)成上有 很大區(qū)別 – 管理能力、構(gòu)態(tài)能力、功能（查找或發(fā)現(xiàn)）、組織 (分層與網(wǎng)孔 )、元素（ DNS）和協(xié)議 (IP) ?但又 無明顯邊界 – 都能運(yùn)行在不同的（ Inter / Intra）平臺(tái)上 – 都能服務(wù)傳統(tǒng)或新的應(yīng)用： eBusiness eServuices … 2022/6/3 李之棠 HUST 14 有管理 －－－－－－－－－－－－－－ 自組織 預(yù)構(gòu) －－－－－－－－－－－－－－－－－－ Adhoc 查找 －－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 發(fā)現(xiàn) 分層 －－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ Mesh 靜態(tài) －－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 移動(dòng) 依賴服務(wù)器 －－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 獨(dú)立生存 以 IP為中心 －－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 不以 IP為中心 基于 DNS－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 客戶命名 RPC－－ －－－－－－－－－－－－－－－－ 異步 C/S模式 P2P模式 eBusiness Web apps eServices Adhoc NW Clusters Inter Intra WANs Grids P2P與 C/S 2022/6/3 李之棠 HUST 15 P2P 相關(guān)背景 ?一般計(jì)算和因特網(wǎng)特殊計(jì)算的歷史演進(jìn)：因特網(wǎng)邊界計(jì)算： 如 SETI@home和其它分布式計(jì)算系統(tǒng) ?內(nèi)容共享的社會(huì)方面：如 Napster音樂和其他文件/內(nèi)容共享系統(tǒng) ?計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的進(jìn)步和改進(jìn) – 大型機(jī)－ 桌面 PC － 便攜機(jī)－ 手持設(shè)備（手機(jī)） – 使通信和協(xié)同變得更方便 ?P2P軟件結(jié)構(gòu)：如 JXTA， .NET ?開發(fā)的 P2P算法：如 Gnutella， FreeNet 2022/6/3 李之棠 HUST 16 P2P之目標(biāo)：滿足應(yīng)用需要 ?共享 /削減成本： Napster 共享文件空間，SETI@home聚合未用資源 ?改進(jìn) 可擴(kuò)展性 /可靠性 ：對(duì)缺乏很強(qiáng)中心授權(quán)的自治對(duì)等端這點(diǎn)尤為重要 ?資源聚合 與 互操作 能力 ?增加自治 ?匿名 /隱私：自治的理念和結(jié)果。用戶不希望任何人或 ISP知道其包含在系統(tǒng)中 ?動(dòng)態(tài)性 。資源 動(dòng)態(tài)進(jìn)入或離開 系統(tǒng) ?實(shí)現(xiàn) Adhoc通信 和協(xié)同，動(dòng)態(tài)的理念和結(jié)果 2022/6/3 李之棠 HUST 17 P2P解決方案 JXTA , .NET 服務(wù) 分布式計(jì)算 協(xié)同與通信 內(nèi)容共享 仿真 市場(chǎng) 計(jì)算 人口 分析 … . 基因 系列 分析 蛋白 折疊 … . 游戲 文件共享 … . 進(jìn)程 管理 在線 存儲(chǔ) … . 即時(shí) 消息 白板 … . 平臺(tái) 市場(chǎng)