P2P對(duì)等網(wǎng)絡(luò)路由模型及關(guān)鍵技術(shù)分析

從上述分析知，這4種結(jié)構(gòu)各具優(yōu)缺點(diǎn)，有的還存在著本身難以克服的缺陷，在目前P2P技術(shù)還未到成熟的階段，這4種結(jié)構(gòu)依然會(huì)共存，甚至出現(xiàn)相互借鑒結(jié)合的趨勢(shì)。

3 P2P網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)分析
3．1 資源定位
資源定位是節(jié)點(diǎn)通過(guò)一定方式找到資源在網(wǎng)絡(luò)中的存放位置，P2P方式的資源定位主要有以下3種算法。
(1)集中索引算法，代表系統(tǒng)為Napster在Napster系統(tǒng)中，用戶都與一個(gè)中央服務(wù)器相連接，中央服務(wù)器上保存了共享文件的索引，由中央服務(wù)器對(duì)收到的用戶請(qǐng)求進(jìn)行匹配查找，直到找到保存了所需文件的目的用戶。然后，由發(fā)起請(qǐng)求的用戶與目的用戶直接進(jìn)行文件交換。這種算法的不足在于依賴一個(gè)集中式的結(jié)構(gòu)，將會(huì)影響系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。
(2)洪泛消息算法，代表系統(tǒng)為Gnutella 每一個(gè)用戶消息都將被廣播給與該用戶直接相連的若干其他用戶，這些用戶收到消息后，也同樣地將消息廣播給各自連接的用戶，以此類推，直到請(qǐng)求被應(yīng)答，消息的TTL值減少為0，或超過(guò)了最大的廣播次數(shù)(通常為5～9)。這種算法的不足在于占用的網(wǎng)絡(luò)帶寬較大，因此也會(huì)影響可擴(kuò)展性。
(3)文件路由算法，代表系統(tǒng)為Freenet算法的特點(diǎn)是采用基于哈希函數(shù)的映射。系統(tǒng)中的每一個(gè)用戶都有一個(gè)隨機(jī)的ID序列號(hào)，系統(tǒng)中的每一個(gè)文件也有一個(gè)ID序列號(hào)，該序列號(hào)是根據(jù)文件的內(nèi)容和它的名字，經(jīng)過(guò)哈希函數(shù)映射得來(lái)的。文件發(fā)布時(shí)，每一個(gè)用戶都把文件轉(zhuǎn)發(fā)到擁有與文件的ID最相近ID值的用戶，直到最接近文件ID的用戶就是該用戶本身。轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程中每經(jīng)過(guò)的一個(gè)用戶都將保持該文件的副本。索取文件時(shí)，每個(gè)用戶都將請(qǐng)求消息轉(zhuǎn)發(fā)給一個(gè)擁有與所需文件ID最相近的ID用戶，直到文件或文件的一個(gè)拷貝被發(fā)現(xiàn)為止。Tapestry，Pastry，Chord，CAN都是采用這種方法的P2P系統(tǒng)。這種算法的優(yōu)勢(shì)在于可擴(kuò)展性較好，不足在于可能導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)分裂成若干彼此不相連的子網(wǎng)絡(luò)，形成所謂的孤島，其查詢也要比洪泛消息算法麻煩些。
3．2 多源傳輸
為了提高一些多用戶同時(shí)下載熱點(diǎn)文件的傳輸速率，P2P網(wǎng)絡(luò)普遍采用多源傳輸策略(MFTP協(xié)議)。該協(xié)議定義了一系列傳輸、壓縮和打包的標(biāo)準(zhǔn)，甚至還定義了一套積分的標(biāo)準(zhǔn)，上傳的數(shù)據(jù)量越大，積分越高，下載的速度也越快。MFTP協(xié)議允許用戶之間多點(diǎn)下載文件，多用戶同時(shí)下載一個(gè)文件時(shí)，將該文件分段，每個(gè)用戶下載其中的一部分。P2P客戶端軟件在網(wǎng)絡(luò)上搜索下載同一個(gè)文件的用戶，然后從這些用戶那里下載該文件不同的塊，用MD4算法檢查每一塊是否受到破壞，以保證傳輸?shù)恼_性，最后將所有的塊組合成原來(lái)的文件。MFTP充分利用下載用戶之間的帶寬傳輸數(shù)據(jù)，從而減輕服務(wù)器負(fù)擔(dān)，提高下載速度和系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。多源傳輸機(jī)制的出現(xiàn)使得P2P技術(shù)在信息傳輸方面擁有網(wǎng)絡(luò)層傳輸無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。
3．3 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控與安全技術(shù)
面對(duì)大規(guī)模出現(xiàn)的P2P虛擬網(wǎng)絡(luò)，由于缺乏必要有效的認(rèn)證機(jī)制，安全性這一問(wèn)題在P2P網(wǎng)絡(luò)中更為嚴(yán)重，這將直接決定P2P能否被大規(guī)模商用。如何有效的監(jiān)測(cè)與評(píng)估P2P網(wǎng)絡(luò)性能已經(jīng)變得越來(lái)越重要。由于缺乏集中式的監(jiān)控功能，當(dāng)前大多P2P系統(tǒng)無(wú)法提供網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀況的信息，也無(wú)法為網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)調(diào)整優(yōu)化提供參考依據(jù)，所以，將網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)作為一個(gè)未來(lái)的研究重點(diǎn)是很有必要的。
此外，P2P中的安全問(wèn)題包括信息的加密、用戶身份的認(rèn)證、惡意節(jié)點(diǎn)的識(shí)別和應(yīng)對(duì)等，總的來(lái)說(shuō)可以歸納為服務(wù)可用性、文件授權(quán)、匿名和存取控制等方面，但是到目前還沒(méi)有一個(gè)公認(rèn)的模型和評(píng)價(jià)體系，可以用來(lái)P2P網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全性進(jìn)行定性或者定量的研究，這也將是P2P網(wǎng)絡(luò)安全研究領(lǐng)域的一個(gè)重要課題。

4 P2P網(wǎng)絡(luò)的特性與問(wèn)題
作為一種新型的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用方式，P2P具有一些傳統(tǒng)C/S模式所不具備的優(yōu)勢(shì)，主要表現(xiàn)在信息量的擴(kuò)大以及匿名服務(wù)的自由開(kāi)放性等。P2P最大的優(yōu)點(diǎn)在于能夠提供可靠、便捷的信息查詢，但也由于P2P網(wǎng)絡(luò)這種缺乏中心監(jiān)管以及匿名服務(wù)的特性，P2P也存在著許多自身所無(wú)法克服的不足。
絕大多數(shù)的P2P服務(wù)都將不可避免地遇到知識(shí)產(chǎn)權(quán)問(wèn)題，同時(shí)，惡意代碼的傳播將更快、更隱蔽，更難以控制等。
此外，P2P在技術(shù)層面也有較多的問(wèn)題難以解決。一般每個(gè)P2P網(wǎng)絡(luò)都是眾多參與者按照共同興趣組建起來(lái)的一個(gè)虛擬組織，對(duì)等節(jié)點(diǎn)之間存在著一種假定的相互信任關(guān)系，其中的P2P服務(wù)更是緊密依賴于節(jié)點(diǎn)之間彼此信任的協(xié)作模型。但是，隨著P2P網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大，其中預(yù)先假設(shè)的信任機(jī)制實(shí)際上就會(huì)非常脆弱，這就直接導(dǎo)致了全局性信任的缺乏，影響了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的可靠性與穩(wěn)定性。
此外，安全問(wèn)題、內(nèi)容過(guò)濾、信息審查、帶寬問(wèn)題等都是隨著P2P網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大必需要考慮的問(wèn)題。

5 結(jié)語(yǔ)
P2P并不是一個(gè)新概念，早在1969年ARPANET出現(xiàn)的時(shí)候，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的模式就是P2P。如今，P2P又回到了人們視線。盡管P2P技術(shù)現(xiàn)在還不成熟，但為我們提供了前所未有的自由和便利。隨著P2P研究的進(jìn)一步深入，P2P技術(shù)將為信息社會(huì)帶來(lái)更多的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。