《互联网周刊》：P2P技术的下一个路口

李哲

　　P2P手艺的成长，经由了良多个阶段。年夜最初的集中目录式结构，到采用分布式收集的纯P2P收集模子，再到基于超级节点的同化式收集模子，最后到采用分布式哈希表（DHT）手艺的结构化收集模子。其中的每一步，都跟手艺的成长互相关注。今朝的P2P手艺还远未成熟，需要更多的相关手艺的成长来促进它。
　　什么是P2P手艺？
　　P2P是互联网整体架构的基本。在TCP/IP和谈层，收集内的每个节点都是平等的，没有客户端和处事器的区分。P2P手艺现实上是在应用层面揭示了这种平等的关系，经由过程在节点之间直接交流来共享资本和处事。在P2P收集结构中，每个节点都具有客户端和处事器的双重功能，可以同时作为处事使用者和处事供给者。P2P手艺的焦点就是分布式对象的定位机制，这也是提高收集可扩展性，充实操作收集闲置资本的关头地址。迄今为止，P2P收集已经履历了4种分歧的收集模子，各有优错误谬误。
　　集中目录式结构，1999年开站的音乐分享网站Napster是其典型代表。其特点是只在处事器端存放用户所拥有的文件信息，而现实的文件则存放在各个节点中。下载过程是直接在各个节点之间进行的，不需要经由过程处事器进行。这种收集结构很是简单，可是它显示了P2P手艺巨年夜的优势和吸引力。不足之处在于，仍然具有中心化的特点，需要依靠处事器来对文件信息进行汇集和检索。
　　纯P2P模式的分布式收集模子也被称作广播式的P2P模子。它打消了集中的中心处事器，每个用户随机接入收集，并与自己相邻的一组邻人节点经由过程端到端毗连组成一个逻辑笼盖的收集。对等节点之间的内容发芽和内容共享都是直接经由过程相邻节点广播接力传递，同时每个节点还会记实搜索轨迹，以防止搜索环路的发生。2000年3月呈现的Gnutella收集就属于这种模子。它解决了收集结构中心化的问题，扩展性和容错性较好，可是Gnutella收集中的搜索算法是以泛洪的体例进行，节制信息的泛滥耗损了年夜量带宽并很快造成收集拥塞甚至收集的不不变。同时，局部机能较差的节点可能会导致Gnutella收集被分片，年夜而导致整个收集的可用性较差。
　　　　同化式收集模子的典型代表是Kazaa模子，它在纯P2P分布式模子基本上惹人了超级节点的概念，综合了集中式P2P快速查找和纯P2P去中心化的优势。Kazaa模子将节点按能力分歧（计较能力、内存巨细、毗连带宽、收集滞留时刻等）区分为通俗节点和搜索节点两类（也有的进一步分为三类节点，其思惟素质不异）。其中搜索节点与其临近的若干通俗节点之间组成一个自治的簇，簇内采用基于集中目录式的P2P模式，而整个P2P收集中各个分歧的簇之间再经由过程纯P2P的模式将搜索节点相连起来，甚至也可以在各个搜索节点之间再次拔取机能最优的节点，或者此外惹人一新的机能最优的节点作为索引节点来保留整个收集中可以操作的搜索节点信息，而且负责维护整个收集的结构。因为通俗节点的文件搜索先在当地所属的簇内进行，只有发芽结不美观不充实的时辰，再经由过程搜索节点之间进行有限的泛洪。这样就极为有用地消弭纯P2P结构中使用泛洪算法带来的收集拥塞、搜索迟缓等晦气影响。同时，因为每个簇中的搜索节点监控着所有通俗节点的行为，这也能确保一些恶意的抨击袭击行为能在收集局部获得节制，而且超级节点的存在也能在必然水平上提高整个收集的负载平衡。
　　　　结构化收集模子，其与很是局化模子的根柢区别在于每个节点所维护的邻人是否能够按照某种全局体例组织起来以利于快速查找。结构化P2P模式是一种采用纯分布式的动静传递机制和按照关头字进行查找的定位处事，今朝的主流体例是采用分布式哈希表（DHT）手艺，这也是今朝扩展性最好的P2P路由体例之一。因为DHT各节得病不需要维护整个收集的信息，只在节点中存储其临近的后继节点信息，是以较少的路由信息就可以有用地实现达到方针节点，同时又打消了泛洪算法。该模子有用地削减了节点信息的发送数目，年夜而增强了P2P收集的扩展性。同时，出于冗余度以及延时的考虑，年夜部门DHT老是在节点的虚拟标识与关头字最接近的节点上复制备份冗余信息，这样也避免了单一节点失踪效的问题。
　　新手艺促进P2P的应用成长
　　P2P收集因为其去中心化的特征以及泛洪广播的手艺机制，使得在现实的应用中存在必然的问题。跟着新手艺的呈现和新的收集架构的实施，P2P应用所碰着的各种问题也在逐渐的获得改善息争决。
　　IPV6的应用将促进P2P的成长。IPV6 把IP地址由32位增添到128位，年夜而能够撑持更年夜的地址空间，增添了P2P收集可用的节点数。IPV6 地址的编码采用近似于CIDR的分层分级结构，如同电话号码。简化了路由，加速了路由措置速度。自瘸景Ｍ加速了P2P收集中每个节点之间的发芽和传输速度。使用IPV6的节点之间，不再需要NAT手艺。在IPV4阶段，为体味决IP地址资本不够的问题，发生了NAT手艺。借助于NAT手艺，私有（保留）地址的“内部”收集经由过程路由器发送数据包时，私有地址被转换成正当的IP地址。这种IP地址转换手艺，使得良多的P2P收集无法年夜规模应用。因为对于一个内网的节点来说，其他节点根柢无法直接毗连到它。跟着IPV6的应用普及，NAT手艺将会逐渐被庖代。此外，在 IPv6 中还插手了关于身份验证、数据一致性和保密性的内容。这对解决P2P的平安问题有很年夜的辅佐。
　　因为良多P2P应用轨范同时运行客户端和处事器端的应用轨范，所以它对上行带宽和下行带宽都要占用，而且良多P2P应用使用了泛洪式的发芽手艺，这就会导致年夜量的广播动静充溢整个收集，增添收集流量。是以，P2P的应用都面临着严重的带宽占用问题。2月16日，中国电信在北京公布揭晓周全启动“宽带中国·光网城市”工程，打算在3-5年内使宽带用户的接入带宽在今朝2-4M的基本上，跃升10倍以上。电信运营商的周全收集进级，给需要年夜量带宽的P2P应用带来了无限的可能。
　　移动DSN架构的实施也将推进P2P的历程。移动互联网让人们糊口变得加倍便当的同时，也带来了流量快速增添的难题。移动互联网数据流量增速远远跨越无线带宽的增添速度，给移动收集带来了巨年夜的压力。是以有需要惹人基于P2P手艺的分布式系统的新的移动互联网架构。中国移动的DSN架构就是这样一个系统架构。自2008年11月DSN手艺白皮书发布以来，中国移动研究院将于今年4月再次发布DSN2.0手艺白皮书，而在DSN2.0中，将进一步了了分布式营业收集的手艺架构和具体实施规范。跟着DSN2.0手艺白皮书的发布，分布式P2P手艺构建移动互联网架构的研究将进入一个新的阶段。