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

從上述分析知，這4種結構各具優(yōu)缺點(diǎn)，有的還存在著(zhù)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種結構依然會(huì )共存，甚至出現相互借鑒結合的趨勢。

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，代表系統為Napster在Napster系統中，用戶(hù)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)器對收到的用戶(hù)請求進(jìn)行匹配查找，直到找到保存了所需文件的目的用戶(hù)。然后，由發(fā)起請求的用戶(hù)與目的用戶(hù)直接進(jìn)行文件交換。這種算法的不足在于依賴(lài)一個(gè)集中式的結構，將會(huì )影響系統的可擴展性。
(2)洪泛消息算法，代表系統為Gnutella 每一個(gè)用戶(hù)消息都將被廣播給與該用戶(hù)直接相連的若干其他用戶(hù)，這些用戶(hù)收到消息后，也同樣地將消息廣播給各自連接的用戶(hù)，以此類(lèi)推，直到請求被應答，消息的TTL值減少為0，或超過(guò)了最大的廣播次數(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 )影響可擴展性。
(3)文件路由算法，代表系統為Freenet算法的特點(diǎn)是采用基于哈希函數的映射。系統中的每一個(gè)用戶(hù)都有一個(gè)隨機的ID序列號，系統中的每一個(gè)文件也有一個(gè)ID序列號，該序列號是根據文件的內容和它的名字，經(jīng)過(guò)哈希函數映射得來(lái)的。文件發(fā)布時(shí)，每一個(gè)用戶(hù)都把文件轉發(fā)到擁有與文件的ID最相近ID值的用戶(hù)，直到最接近文件ID的用戶(hù)就是該用戶(hù)本身。轉發(fā)過(guò)程中每經(jīng)過(guò)的一個(gè)用戶(hù)都將保持該文件的副本。索取文件時(shí)，每個(gè)用戶(hù)都將請求消息轉發(fā)給一個(gè)擁有與所需文件ID最相近的ID用戶(hù)，直到文件或文件的一個(gè)拷貝被發(fā)現為止。Tapestry，Pastry，Chord，CAN都是采用這種方法的P2P系統。這種算法的優(yōu)勢在于可擴展性較好，不足在于可能導致整個(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(xún)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(hù)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、壓縮和打包的標準，甚至還定義了一套積分的標準，上傳的數據量越大，積分越高，下載的速度也越快。MFTP協(xié)議允許用戶(hù)之間多點(diǎn)下載文件，多用戶(hù)同時(shí)下載一個(gè)文件時(shí)，將該文件分段，每個(gè)用戶(hù)下載其中的一部分。P2P客戶(hù)端軟件在網(wǎng)絡(luò )上搜索下載同一個(gè)文件的用戶(hù)，然后從這些用戶(hù)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，以保證傳輸的正確性，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(hù)之間的帶寬傳輸數據，從而減輕服務(wù)器負擔，提高下載速度和系統的可擴展性。多源傳輸機制的出現使得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。
3．3 網(wǎng)絡(luò )監控與安全技術(shù)
面對大規模出現的P2P虛擬網(wǎng)絡(luò )，由于缺乏必要有效的認證機制，安全性這一問(wèn)題在P2P網(wǎng)絡(luò )中更為嚴重，這將直接決定P2P能否被大規模商用。如何有效的監測與評估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控功能，當前大多P2P系統無(wú)法提供網(wǎng)絡(luò )運行狀況的信息，也無(wú)法為網(wǎng)絡(luò )結構調整優(yōu)化提供參考依據，所以，將網(wǎng)絡(luò )監測作為一個(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(hù)身份的認證、惡意節點(diǎn)的識別和應對等，總的來(lái)說(shuō)可以歸納為服務(wù)可用性、文件授權、匿名和存取控制等方面，但是到目前還沒(méi)有一個(gè)公認的模型和評價(jià)體系，可以用來(lái)P2P網(wǎng)絡(luò )系統的安全性進(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 )應用方式，P2P具有一些傳統C/S模式所不具備的優(yōu)勢，主要表現在信息量的擴大以及匿名服務(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(xún)，但也由于P2P網(wǎng)絡(luò )這種缺乏中心監管以及匿名服務(wù)的特性，P2P也存在著(zhù)許多自身所無(wú)法克服的不足。
絕大多數的P2P服務(wù)都將不可避免地遇到知識產(chǎn)權問(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，對等節點(diǎn)之間存在著(zhù)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(lài)于節點(diǎn)之間彼此信任的協(xié)作模型。但是，隨著(zhù)P2P網(wǎng)絡(luò )規模的擴大，其中預先假設的信任機制實(shí)際上就會(huì )非常脆弱，這就直接導致了全局性信任的缺乏，影響了整個(gè)網(wǎng)絡(luò )的可靠性與穩定性。
此外，安全問(wèn)題、內容過(guò)濾、信息審查、帶寬問(wèn)題等都是隨著(zhù)P2P網(wǎng)絡(luò )規模的擴大必需要考慮的問(wèn)題。

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