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P2P技术概要

分类: 文章 • 2023-12-25 08:15:09

 

      P2P（Peer to Peer）也就是 对等网络，即对等计算机网络，是一种在对等者（Peer）之间分配任务和工作负载的分布式应用架构[1]  ，是对等计算模型在应用层形成的一种组网或网络形式。“Peer”在英语里有“对等者、伙伴、对端”的意义。因此，从字面上，P2P可以理解为对等计算或对等网络。国内一些媒体将P2P翻译成“点对点”或者“端对端”，学术界则统一称为对等网络（Peer-to-peer networking）或对等计算（Peer-to-peer computing），其可以定义为：网络的参与者共享他们所拥有的一部分硬件资源（处理能力、存储能力、网络连接能力、打印机等），这些共享资源通过网络提供服务和内容，能被其它对等节点（Peer）直接访问而无需经过中间实体。在此网络中的参与者既是资源、服务和内容的提供者（Server），又是资源、服务和内容的获取者（Client）[2]  。
 
      在P2P网络环境中，彼此连接的多台计算机之间都处于对等的地位，各台计算机有相同的功能，无主从之分，一台计算机既可作为服务器，设定共享资源供网络中其他计算机所使用，又可以作为工作站，整个网络一般来说不依赖专用的集中服务器，也没有专用的工作站。网络中的每一台计算机既能充当网络服务的请求者，又对其它计算机的请求做出响应，提供资源、服务和内容。通常这些资源和服务包括：信息的共享和交换、计算资源（如CPU计算能力共享）、存储共享（如缓存和磁盘空间的使用）、网络共享、打印机共享等。
  
      对等网络是一种网络结构的思想。它与目前网络中占据主导地位的客户端/服务器（Client/Server）结构（也就是WWW所采用的结构方式）的一个本质区别是，整个网络结构中不存在中心节点（或中心服务器）。在P2P结构中，每一个节点（peer）大都同时具有信息消费者、信息提供者和信息通讯等三方面的功能。从计算模式上来说，P2P打破了传统的Client/Server (C/S)模式，在网络中的每个节点的地位都是对等的。每个节点既充当服务器，为其他节点提供服务，同时也享用其他节点提供的服务。
 
P2P有别于传统的计算机网络结构，以常见的下载服务为例：
1.对于传统的服务器下载，在同一时刻下载的人数越多，下载速度越慢，因为服务器的带宽是固定的，人数越多，每个人所分得的带宽就越小
2.而P2P网络，在同一时刻下载的人越多，下载速度越快，因为在P2P网络中每一个下载的用户充起到了服务器的作用
 
P2P技术的常见应用：

1.BitTorrent介绍

   BitTorrent（比特洪流）就是我们常说的BT，它使用的就是P2P通信方式。

   它将文件划分为256KB的chunk（块）

   在节点加入torrent（索引）：没有chunk，但是会逐渐积累

                                                       向tracker注册以获得节点清单，与某些节点建立连接

    在下载的同时，节点需要向其它节点上传chunk

    其中节点可能加入或离开，不会一直在线。

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2.磁力链接

磁力链接，简单的说（Magnet URI scheme）：类似下面这样以“magnet:?xt=urn:btih:”开头的字符串，就是一条磁力链接；确切的说：“磁力链接”的主要作用是识别【能够通过“点对点技术（即：P2P）”下载的文件】。这种链接是通过不同文件内容的Hash结果生成一个纯文本的“数字指纹”，来识别文件的。而不是基于文件的位置或者名称。

众所周知，BT下载速度不够稳定，当中断种时则无法完整下载。但是，这还不是最严重的。从2009年开始，BT下载遭遇到了“更大的困难”——很多的BT服务器被关，不仅很多种子文件无法找到，BT Tracker服务器也断开解析工作，这就使得BT下载成为很大的难题。磁力链接很好地解决了这个问题。磁力链接的问世与大行其道，标志着BT 1.0时代已经过去，BT 2.0 时代已经到来。
 
深刻理解磁力链接
简单地说，磁力链接是一种特殊链接，但是它与传统基于文件的位置或名称的普通链接（如http://xxx）不一样，它只是通过不同文件内容的Hash结果生成一个纯文本的“数字指纹”，并用它来识别文件。它类似于生活消费品包装上常见的条码，不同的是这个“数字指纹”可以被任何人从任何文件上生成，这也就注定了磁力链接不需要任何“中心机构”的支持（例如：BT Tracker服务器），且识别准确度极高。因此任何人都可以生成一个Magnet 链接并确保通过该链接下载的文件准确无误。
 

3.P2P搜索信息

   P2P的索引：信息到节点位置（IP地址+端口号）的映射

   文件共享（电驴）：

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   即时消息（QQ）：

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4.集中式索引

    Napster最早采用这种设计：一切都要经过*，一切决定都需*制定。

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5.洪泛式查询

   洪范式查询=Query flooding

   采用完全分布式架构，每个节点对它共享的文件进行索引，且只对它共享的文件进行索引。

   查询消息通过已有的TCP连接发送，收到消息的节点若无其所查询的内容，则转发查询消息，

           如果查询命中则利用反向路径发回给查询节点。

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6.层次式覆盖网络

   它是介于集中式索引和洪范式查询之间的一种方法。

   每个节点或者是一个超级节点，或者被分配到一个超级节点。

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  超级节点负责跟踪子节点的内容。

  这种结构属于小区域集中管理，大区域分布管理。

 
 
总结：
P2P网络说起来的简单，但是大家要考虑P2P网络中计算机是如何通讯的，可能这一台计算机有防火墙，或者说这一台计算机在某一个内网中，如何访问这台计算机才是是P2P技术实现的关键
 
在后面会详细介绍P2P技术

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