【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 點(diǎn)（服務(wù)器）上，隨著應(yīng)用規(guī)模的擴(kuò)大，由于集中而引起的網(wǎng)絡(luò)帶寬瓶頸、性能瓶頸越來(lái)越明顯，服務(wù)器必須通過(guò)非常復(fù)雜的負(fù)載平衡和容錯(cuò)算法來(lái)提供持續(xù)可靠的資源訪問(wèn)。同時(shí)，隨著我國(guó)寬帶網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的 迅速發(fā)展，擁有大部分信息數(shù)據(jù)的用戶(hù)仍然被排斥在網(wǎng)絡(luò)的邊緣，他們只能被動(dòng)地瀏覽著大網(wǎng)站們創(chuàng)造的內(nèi)容，缺少自主權(quán)。 P2P 技術(shù)改變了以往“內(nèi)容中心化”的存儲(chǔ)模式，使內(nèi)容從“中心”走向“邊緣”。 P2P 是一種技術(shù)，但更多的是一種思想。在 P2P 結(jié)構(gòu)中，用戶(hù)可以直接連接到其他用戶(hù)的計(jì)算機(jī)，進(jìn)行文件共享與交換，而不需要連接到服務(wù)器上再進(jìn)行瀏覽與下載。 P2P 技術(shù)使得網(wǎng)絡(luò)上的溝通變得更容易、更直接，使得個(gè)人電腦重新煥發(fā)活力、不再是被動(dòng)的客戶(hù)端，而成為具有服務(wù)器和客戶(hù)端的特征的設(shè)備。但目前國(guó)內(nèi) P2P 應(yīng)用還存在著比較大的局限性， 很多應(yīng)用還是基于 Napster 這樣的中央服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)，仍然面臨著 C/S 體系結(jié)構(gòu)下存在的相同的問(wèn)題。而國(guó)外著名的 P2P 應(yīng)用如 Gnutella 也存在會(huì)導(dǎo)致驚人的網(wǎng)絡(luò)流量和較長(zhǎng)的響應(yīng)時(shí)間等嚴(yán)重不足。因此，在未來(lái)的 P2P 信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上，人們必須思考的是：如何在由大量不可靠的節(jié)點(diǎn)組成的 P2P 環(huán)境下，建立一種無(wú)需集中目錄 控制的訪問(wèn)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)分布環(huán)境下的信息共享。本文研究的 SHARE 技術(shù)恰好能滿(mǎn)足這種需要。它提供了一種 半分布 拓?fù)?(Patially Decentralized Topology)結(jié)構(gòu)， 吸取了 中心化結(jié)構(gòu)和全分布式非結(jié)構(gòu)化拓?fù)涞膬?yōu)點(diǎn)，選擇性能較高（處理、存儲(chǔ)、帶寬等方面性能）的結(jié)點(diǎn)作為超級(jí)點(diǎn)（英文文獻(xiàn)中多稱(chēng)作：SuperNodes, Hubs)，在各個(gè)超級(jí)點(diǎn)上存儲(chǔ)了系統(tǒng)中 離它最近的葉子節(jié)點(diǎn)的文件信息 ， 這些 SuperNode,再連通起來(lái)形成一個(gè) Overlay Network。 搜索 算法僅在超級(jí)點(diǎn)之間轉(zhuǎn)發(fā)，超級(jí)點(diǎn)再將查詢(xún)請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)給適當(dāng)?shù)娜~子結(jié)點(diǎn)， 由于 SuperNode 的索引功能，使搜索效率大大提高。 1． 2 P2P 概念 P2P 的定義有很多種： 定義 1： P2P（ PeertoPeer）是一種通信模型，其中的 每個(gè)參與者都具有相同的能力，任何一方都可以發(fā)起一次通信會(huì)話(huà)。與之相對(duì)應(yīng)的模型有 Client/Server 模型和 Master/Slave 模型。在一些應(yīng)用中，開(kāi)發(fā)者使各個(gè)通信節(jié)點(diǎn)同時(shí)具有服務(wù)器和客戶(hù)端兩者的功能，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)等通信。在 Inter 上， P2P 是一種網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型，它允許運(yùn)行相同網(wǎng)絡(luò)程序的一組計(jì)算機(jī)用戶(hù)相互建立連接，直接訪問(wèn)對(duì)方硬盤(pán)上的文件。 Napster 和 Gnutella 都是此類(lèi)的 P2P 軟件。而許多企業(yè)也開(kāi)始注意到，他們可以采用 P2P 方式使員工共享文件而不必再花費(fèi)人力財(cái)力去維護(hù)中央服務(wù)器，也可以用 P2P 方式與商務(wù)伙伴直接交換信息。 定義 2： Clay Shirkey（ The Accelerator Group）給 P2P 下了如是定義：“ P2P 是一種利用位于 Inter 邊緣的各種可用資源（如存儲(chǔ)空間、計(jì)算能力、媒體內(nèi)容）的應(yīng)用。訪問(wèn)這些分散的資源，就意味著要在連接不穩(wěn)定和 IP 地址不可預(yù)見(jiàn)的環(huán)境里工作，網(wǎng)絡(luò)上大量的節(jié)點(diǎn)工作在 DNS 系統(tǒng)之外，這些分散的資源具有不穩(wěn)定的連通性和未知的 IP 地址，因此 P2P 節(jié)點(diǎn)不能再使用 DNS 來(lái)進(jìn)行訪問(wèn)，并且節(jié)點(diǎn)從中央服務(wù)器中獲得極大的自主權(quán)。” 定義 3： P2P（ PeertoPeer）是一種對(duì)等網(wǎng)絡(luò)計(jì)算技術(shù)，就是利用客戶(hù)端的處理能力，實(shí)現(xiàn)客戶(hù)端之間的點(diǎn)到點(diǎn)通信，實(shí)現(xiàn)通信與服務(wù)端的無(wú)關(guān)性（或者說(shuō)客戶(hù)端就是服務(wù)端）。它使得網(wǎng)絡(luò)上的每個(gè)用戶(hù)直接連接到其他用戶(hù)的計(jì)算機(jī)上，而不是連接到服務(wù)器上。因?yàn)橄酥虚g環(huán)節(jié)， P2P 技術(shù)使得網(wǎng)絡(luò)上的溝通變得更容易、更直接。 P2P 改變了 Inter 現(xiàn)在以大網(wǎng)站為中心的狀態(tài)、重返“非中心化”，并把權(quán)力交還給用戶(hù)。 P2P 不是一個(gè)全新的概念，自從上個(gè)世紀(jì) 70 年代 Inter 出現(xiàn)以來(lái)它就存在了。近來(lái)由于技術(shù)上的變化和桌面系統(tǒng)計(jì)算能力的提高給 P2P 帶 來(lái)了更大范圍內(nèi)的復(fù)興。 P2P 作為一項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)被運(yùn)用于很多方面：對(duì)等計(jì)算、協(xié)同工作、搜索引擎、信息共享等。本文著重論述的是 P2P 技術(shù)在信息共享應(yīng)用中的使用。 1． 3 P2P 特點(diǎn) 非中心化 ： （ Decentralization）：網(wǎng)絡(luò)中的資源和服務(wù)分散在所有結(jié)點(diǎn)上，信息的傳輸和服務(wù)的實(shí)現(xiàn)都直接在結(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行，可以無(wú)需中間環(huán)節(jié)和服務(wù)器的介入，避免了可能的瓶頸。 P2P 的非中心化基本特點(diǎn)，帶來(lái)了其在可擴(kuò)展性、健壯性等方面的優(yōu)勢(shì) 。 可擴(kuò)展性 ： 在 P2P 網(wǎng)絡(luò)中，隨著用戶(hù)的加入，不僅服務(wù)的需求增加了，系統(tǒng)整體的資源和服 務(wù)能力也在同步地?cái)U(kuò)充，始終能較容易地滿(mǎn)足用戶(hù)的需要。整個(gè)體系是全分布的，不存在瓶頸。理論上其可擴(kuò)展性幾乎可以認(rèn)為是無(wú)限的。 健壯性 ： P2P 架構(gòu)天生具有耐攻擊、高容錯(cuò)的優(yōu)點(diǎn)。由于服務(wù)是分散在各個(gè)結(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行的，部分結(jié)點(diǎn)或網(wǎng)絡(luò)遭到破壞對(duì)其它部分的影響很小。 P2P 網(wǎng)絡(luò)一般在部分結(jié)點(diǎn)失效時(shí)能夠自動(dòng)調(diào)整整體拓?fù)?，保持其它結(jié)點(diǎn)的連通性。 P2P 網(wǎng)絡(luò)通常都是以自組織的方式建立起來(lái)的，并允許結(jié)點(diǎn)自由地加入和離開(kāi)。 P2P 網(wǎng)絡(luò)還能夠根據(jù)網(wǎng)絡(luò)帶寬、結(jié)點(diǎn)數(shù)、負(fù)載等變化不斷地做自適應(yīng)式的調(diào)整。 高性能 /價(jià)格比 ： 性能優(yōu)勢(shì)是 P2P 被廣 泛關(guān)注的一個(gè)重要原因。隨著硬件技術(shù)的發(fā)展，個(gè)人計(jì)算機(jī)的計(jì)算和存儲(chǔ)能力以及網(wǎng)絡(luò)帶寬等性能依照摩爾定理高速增長(zhǎng)。采用 P2P 架構(gòu)可以有效地利用互聯(lián)網(wǎng)中散布的大量普通結(jié)點(diǎn)，將計(jì)算任務(wù)或存儲(chǔ)資料分布到所有結(jié)點(diǎn)上。利用其中閑置的計(jì)算能力或存儲(chǔ)空間，達(dá)到高性能計(jì)算和海量存儲(chǔ)的目的。通過(guò)利用網(wǎng)絡(luò)中的大量空閑資源，可以用更低的成本提供更高的計(jì)算和存儲(chǔ)能力。 隱私保護(hù) : 在 P2P 網(wǎng)絡(luò)中，由于信息的傳輸分散在各節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行而無(wú)需經(jīng)過(guò)某個(gè)集中環(huán)節(jié)，用戶(hù)的隱私信息被竊聽(tīng)和泄漏的可能性大大縮小。此外，目前解決Inter 隱私問(wèn)題 主要采用中繼轉(zhuǎn)發(fā)的技術(shù)方法，從而將通信的參與者隱藏在眾多的網(wǎng)絡(luò)實(shí)體之中。在傳統(tǒng)的一些匿名通信系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)這一機(jī)制依賴(lài)于某些中繼服務(wù)器節(jié)點(diǎn)。而在 P2P 中，所有參與者都可以提供中繼轉(zhuǎn)發(fā)的功能，因而大大提高了匿名通訊的靈活性和可靠性，能夠?yàn)橛脩?hù)提供更好的隱私保護(hù)。 負(fù)載均衡 : P2P 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下由于每個(gè)節(jié)點(diǎn)既是服務(wù)器又是客戶(hù)機(jī)，減少了對(duì)傳統(tǒng)C/S 結(jié)構(gòu)服務(wù)器計(jì)算能力、存儲(chǔ)能力的要求，同時(shí)因?yàn)橘Y源分布在多個(gè)節(jié)點(diǎn)，更好的實(shí)現(xiàn)了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載均衡。 1． 4 P2P的應(yīng)用： 分布式存儲(chǔ) :P2P 分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)是一個(gè)用于對(duì)等網(wǎng)絡(luò)的 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)，它可以提供高效率的、魯棒的和負(fù)載平衡的文件存取功能。這些研究包括： OceanStore，F(xiàn)arsite 等。其中，基于超級(jí)點(diǎn)結(jié)構(gòu)的半分布式 P2P 應(yīng)用如 Kazza、 Edonkey、Morpheus、 Bittorrent 等也是屬于分布式存儲(chǔ)的范疇，并且用戶(hù)數(shù)量急劇增加。 計(jì)算能力的共享 :加入對(duì)等網(wǎng)絡(luò)的結(jié)點(diǎn)除了可以共享存儲(chǔ)能力之外，還可以共享CPU 處理能力。目前已經(jīng)有了一些基于對(duì)等網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算能力共享系統(tǒng)。比如SETI@home。目前 SETI@home 采用的仍然是類(lèi)似于