P2P 综述报告

P2PP2P 综述报告综述报告————P2PP2P 网络拓扑结构网络拓扑结构

报告人：杨 春报告人：杨 春刘玉华教授课题组刘玉华教授课题组

2007-2-52007-2-5

内容结构内容结构

1.1. 绪言绪言2.2. P2PP2P 网络中的拓扑结构网络中的拓扑结构3.3. 四种结构性能比较四种结构性能比较4.4. 拟研究点拟研究点

绪 言绪 言 Peer-To-Peer Peer-To-Peer 定义定义 (1/3)(1/3)

1.1. Peer-to-peer is a type of Internet Peer-to-peer is a type of Internet network allowing a group of network allowing a group of computer users with the same computer users with the same networking program to connect with networking program to connect with each other for the purposes of each other for the purposes of directly accessing files from one directly accessing files from one another's hard drives. another's hard drives.

Peer-To-Peer Peer-To-Peer 定义定义 (2/3)(2/3)

2.2. Peer-to-peer networking (P2P) is an Peer-to-peer networking (P2P) is an application that runs on a personal application that runs on a personal computer and shares files with other computer and shares files with other users across the Internet. P2P users across the Internet. P2P networks work by connecting networks work by connecting individual computers together to individual computers together to share files instead of having to go share files instead of having to go through a central server. through a central server.

Peer-To-Peer Peer-To-Peer 定义定义 (3/3)(3/3)

3.3. P2PP2P 是一种分布式网络，网络的参与者共是一种分布式网络，网络的参与者共享他们所拥有的一部分硬件资源（处理能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、打印机力、存储能力、网络连接能力、打印机等），这些共享资源需要由网络提供服务等），这些共享资源需要由网络提供服务和内容，能被其它对等节点和内容，能被其它对等节点 (Peer)(Peer) 直接访直接访问而无需经过中间实体。在此网络中的参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 ） 提 供 者与 者 既 是 资 源 （ 服 务 和 内 容 ） 提 供 者（（ ServerServer ），又是资源（服务和内容）获），又是资源（服务和内容）获取者（取者（ ClientClient ）。 ）。

P2PP2P 与与 C/SC/S 模式的对比模式的对比

Client/ServerClient/Server 模式 模式 Peer to Peer Peer to Peer 模式 模式

P2PP2P 技术的特点技术的特点 1. 非中心化 2. 可扩展性 3. 健壮性 4. 高性能 / 价格比 5. 隐私保护 6. 负载均衡

P2PP2P 分类 分类 1.1. 提供文件和其它内容共享的提供文件和其它内容共享的 P2PP2P 网络，例如网络，例如

NapsterNapster 、、 GnutellaGnutella 、、 eDonkeyeDonkey 、、 emuleemule 、、 BTBT ； ； 2.2. 挖掘挖掘 P2PP2P 对等计算能力和存储共享能力，例如对等计算能力和存储共享能力，例如

SETI@homeSETI@home 、、 AvakiAvaki 、、 Popular PowerPopular Power ； ； 3.3. 基于基于 P2PP2P 方式的协同处理与服务共享平台，例如方式的协同处理与服务共享平台，例如

JXTAJXTA 、、 MagiMagi 、、 GrooveGroove 、、 .NET My Service.NET My Service ； ； 4.4. 即时通讯交流，包括即时通讯交流，包括 ICQICQ 、、 OICQOICQ 、、 Yahoo Yahoo

MessengerMessenger ； ； 5.5. 安全的安全的 P2PP2P 通讯与信息共享，例如通讯与信息共享，例如

SkypeSkype 、、 CrowdsCrowds 、、 Onion RoutingOnion Routing 。 。

P2PP2P 网络中的拓扑结构网络中的拓扑结构 拓扑结构定义拓扑结构定义 拓扑结构是指分布式系统中各个计算单元之间的拓扑结构是指分布式系统中各个计算单元之间的

物理或逻辑的互联关系。物理或逻辑的互联关系。 P2PP2P 拓扑结构拓扑结构分类分类 非结构化拓扑非结构化拓扑1.1. 中心化拓扑 中心化拓扑 2.2. 半分布式拓扑半分布式拓扑3.3. 全分布式非结构化拓扑 全分布式非结构化拓扑 结构化拓扑结构化拓扑1.1. 全分布式结构化拓扑（全分布式结构化拓扑（ DHTDHT 网络 ）网络 ）

中心化拓扑中心化拓扑

经典案例： Napster

中心化拓扑性能中心化拓扑性能1.1. 维护简单；维护简单；2.2. 发现效率高； 发现效率高； 3.3. 可靠性和安全性较低。可靠性和安全性较低。4.4. 中央服务器的存在引起共享资源在版权问中央服务器的存在引起共享资源在版权问

题上的纠纷，并因此被攻击为非纯粹意义题上的纠纷，并因此被攻击为非纯粹意义上的上的 P2PP2P 网络模型。 网络模型。

半分布式结构半分布式结构 性能较高的结点作性能较高的结点作

为超级点，在各个超为超级点，在各个超级点上存储了系统中级点上存储了系统中其他部分结点的信息，其他部分结点的信息，发现算法仅在超级点发现算法仅在超级点之间转发，超级点再之间转发，超级点再将查询请求转发给适将查询请求转发给适当的叶子结点。 当的叶子结点。

半分布式结构性能半分布式结构性能

1.1. 可扩展性较好；可扩展性较好；2.2. 较容易管理；较容易管理；3.3. 对超级点依赖性大；对超级点依赖性大；4.4. 易于受到攻击；易于受到攻击；5.5. 容错性受到影响。容错性受到影响。

全分布非结构化拓扑全分布非结构化拓扑

经典案例：经典案例： Gnutella Gnutella

全分布非结构化拓扑性能全分布非结构化拓扑性能

1.1. 采用了随机图的组织方式，结点度数服从 采用了随机图的组织方式，结点度数服从 ““ Power-law”Power-law” 规律；规律；

2.2. 能够较快发现目的结点；能够较快发现目的结点；3.3. 较好的容错能力；较好的容错能力；4.4. 支持复杂查询；支持复杂查询；5.5. 可扩展性不好 ； 可扩展性不好 ； 6.6. 发现的准确性较差发现的准确性较差

全分布结构化拓扑全分布结构化拓扑

采 用 分 布 式 散 列 表采 用 分 布 式 散 列 表（（ DHTDHT ） ， 通 过 加） ， 通 过 加密散列函数，一个对密散列函数，一个对象的名字或关键词被象的名字或关键词被映 射 为映 射 为 128128 位 或位 或160160 位的散列值。一位的散列值。一个 采 用个 采 用 DHTDHT 的 系 统的 系 统内所有结点被映射到内所有结点被映射到一个一个 [0,1)[0,1) 空间空间 .. PastryPastry 的消息路由的消息路由

全分布结构化拓扑性能全分布结构化拓扑性能

1.1. 良好的可扩展性；良好的可扩展性；2.2. 较好的鲁棒性；较好的鲁棒性；3.3. 能够较快发现目的结点；能够较快发现目的结点；4.4. 发现的准确性高；发现的准确性高；5.5. DHTDHT 的维护机制较为复杂，代价高；的维护机制较为复杂，代价高；6.6. 仅支持精确关键词匹配查询，无法支持内仅支持精确关键词匹配查询，无法支持内

容容 //语义等复杂查询。 语义等复杂查询。

四种结构性能比较四种结构性能比较

比较标准／拓扑结构

中心化拓扑

半分布式拓扑

全分布式非结构化

拓扑

全分布式结构化拓扑

可扩展性 差 中 差 好

可靠性 差 中 好 好

可维护性 最好 中 最好 好

发现算法效率 最高 中 中 高

复杂查询 支持 支持 支持 不支持

拟研究点拟研究点 复杂网络的特性复杂网络的特性1.1. 全分布非结构化拓扑网络的结点度数服全分布非结构化拓扑网络的结点度数服

从从““ Power-law”Power-law” 规律规律2.2. 集散节点的存在集散节点的存在

拟利用复杂网络的相关内容研究全分布非拟利用复杂网络的相关内容研究全分布非结构化拓扑结构中的集散节点问题。结构化拓扑结构中的集散节点问题。

参考文献参考文献1.1. A. Klemm, C. Lindemann, M. Vernon, and O. Waldhorst, A. Klemm, C. Lindemann, M. Vernon, and O. Waldhorst,

Characterizing the Query Behavior in Peer-to-Peer File Characterizing the Query Behavior in Peer-to-Peer File Sharing Systems, Proc. ACM Internet Measurement Sharing Systems, Proc. ACM Internet Measurement Conference (IMC), p. 55-67, Taormina, Italy, Oct 2004.Conference (IMC), p. 55-67, Taormina, Italy, Oct 2004.

2.2. Wenjie Wang, Hyunseok Chang, Amgad Zeitoun, Sugih Wenjie Wang, Hyunseok Chang, Amgad Zeitoun, Sugih Jamin, "Characterizing Guarded Hosts in Peer-to-Peer Jamin, "Characterizing Guarded Hosts in Peer-to-Peer File Sharing Systems", IEEE Global Communications File Sharing Systems", IEEE Global Communications Conference (Globecom 2004),pp.1539-1543. Conference (Globecom 2004),pp.1539-1543.

3.3. Adar, E., Huberman, B.,“Free Riding on Gnutella”. First Adar, E., Huberman, B.,“Free Riding on Gnutella”. First Monday, October 2000.Monday, October 2000.

4.4. Matei Ripeanu; Ian Foster and Adriana Iamnitchi, Matei Ripeanu; Ian Foster and Adriana Iamnitchi, Mapping the Gnutella Network: Properties of Large-Mapping the Gnutella Network: Properties of Large-Scale Peer-to-Peer Systems and Implications for Scale Peer-to-Peer Systems and Implications for System Design, in IEEE Internet Computing Journal System Design, in IEEE Internet Computing Journal special issue on peer-to-peer networking, vol. 6(1) special issue on peer-to-peer networking, vol. 6(1) 2002. 2002.

1.1. Sen S, Wang J. Analyzing peer-to-peer traffic Sen S, Wang J. Analyzing peer-to-peer traffic across large networks. IEEE/ACM Trans. on across large networks. IEEE/ACM Trans. on Networking, 2004,12(2):219-232.Networking, 2004,12(2):219-232.

2.2. D. Hughes, G. Coulson, and J. Walkerdine.Free D. Hughes, G. Coulson, and J. Walkerdine.Free Riding on Gnutella. Revisited: The Bell Tolls? IEEE Riding on Gnutella. Revisited: The Bell Tolls? IEEE Distributed Systems Online, 6(6),. 2005.Distributed Systems Online, 6(6),. 2005.

3.3. Ramayya Krishnan,Michael D Smith,Zhulei Tang Ramayya Krishnan,Michael D Smith,Zhulei Tang et al.The Impact of Free-Riding on Peer-to-Peer et al.The Impact of Free-Riding on Peer-to-Peer Networks. IEEE,2004Networks. IEEE,2004

4.4. 陈贵海陈贵海 ,, 须成忠须成忠 ,, 沈海英沈海英 ,, 叶懋叶懋 ,, 刘之育刘之育 .. 一种新的常数度一种新的常数度数的数的 P2PP2P覆盖网络覆盖网络 [J] .[J] . 计算机学报，计算机学报， 20052005年第年第 77 期期 , , pp.1084-1095pp.1084-1095

5.5. 胡进锋胡进锋 , , 黎明黎明 , , 郑纬民郑纬民 , , 汪东升汪东升 . . 带宽自适应的带宽自适应的 p2pp2p 网网络路由协议络路由协议 . . 软件学报软件学报 . Volume 16, No. 5, page . Volume 16, No. 5, page 991-999. May 2005.991-999. May 2005.

6.6. 肖波，靳桅，侯孟书肖波，靳桅，侯孟书 . . 基于遗传算法的基于遗传算法的 P2PP2P 激励机制激励机制 [J].[J].西安交通西安交通大学学报大学学报 ,2005,40(3):417-421.,2005,40(3):417-421.

致 谢致 谢

感谢刘老师和小组同学的指导！感谢刘老师和小组同学的指导！