基于自組織的P2P技術

目前，P2P已經(jīng)作為一種流行的網(wǎng)絡技術被越來越多地應用于互聯(lián)網(wǎng)的文件共享、分布式計算、資源搜索等領域。P2P技術將各個用戶節(jié)點互相結(jié)合成一個網(wǎng)絡，共享其中的帶寬，共同處理其中的信息。P2P網(wǎng)絡是去中心，自組織和從單純意義上來說的動態(tài)的（網(wǎng)絡），并且為傳統(tǒng)的服務器－客戶端計算模型提供另外一種選擇，體現(xiàn)了自組織的組網(wǎng)思想。目前，在學術界、工業(yè)界對于P2P沒有一個統(tǒng)一的定義，都分別從不同的應用角度描述出P2P的應用特點。P2P的共同點就是它打破了傳統(tǒng)的Client／Server（C／S）模式，在網(wǎng)絡中的每個結(jié)點的地位都是對等的。每個結(jié)點既充當服務器，為其他結(jié)點提供服務，同時也享用其他結(jié)點提供的服務。

　　P2P網(wǎng)絡工作的三個基本步驟包括：找到網(wǎng)絡人口，進人網(wǎng)絡；找到需要進行交互的對等端，與對等端進行交互。其基本原理與P2P網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)有著密切的關系。

　　P2P組網(wǎng)機制與移動自組網(wǎng)有許多相似之處，如全分布的體系結(jié)構(gòu)、自組織及動態(tài)變化的拓撲結(jié)構(gòu)等。

　　1．無結(jié)構(gòu)化P2P網(wǎng)絡

　　（1）集中式

　　以Napster為代表，其本質(zhì)上并非純粹的P2P系統(tǒng)。Napster通過一個中央索引服務器保存用戶所共享的音樂文件索引和存放位置的信息。當用戶需要某個音樂文件時，首先與中央索引服務器建立連接并進行相關檢索，得到服務器返回的文件所有者信息后，與所有者建立連接進行文件傳輸。集中式的P2P網(wǎng)絡維護簡單、檢索效率高。但由于整個系統(tǒng)依賴于中心索引服務器，存在單點失效問題。同時，該類系統(tǒng)的可擴展性較差，無法動態(tài)適應網(wǎng)絡規(guī)模的變化，隨著網(wǎng)絡規(guī)模的擴大，對中央索引服務器進行維護和更新的成本也將急劇增加，因而集中式拓撲結(jié)構(gòu)不適合于大型網(wǎng)絡應用。

　　（2）全分布式

　　以其典型代表Gnutella來說明其原理，Gnutella是一個無中心的純P2P網(wǎng)，每個結(jié)點都隨機維護自己本地局部的拓撲連接關系，采用了基于完全隨機圖的“泛洪”發(fā)現(xiàn)和隨機轉(zhuǎn)發(fā)機制。當需要進行信息查找時，Gnutella系統(tǒng)將發(fā)送一個廣播消息給周邊的結(jié)點，詢問是否有相關的內(nèi)容。如果周邊結(jié)點存在相關的內(nèi)容，則向查詢結(jié)點發(fā)回查找結(jié)果。盡管Gnutella系統(tǒng)的這種基于“洪泛”的查詢技術支持語義查詢，能有效定位復制率很高的內(nèi)容，能夠適應動態(tài)變化的P2P網(wǎng)絡環(huán)境，但這種查詢機制無法定位網(wǎng)絡中稀缺的內(nèi)容，隨著查詢數(shù)目和網(wǎng)絡規(guī)模的增加，每個節(jié)點的負荷也快速增加，使得網(wǎng)絡不具有可擴展性。