《原理与技术》PPT课件.ppt
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1、P2PP2P原理与技术原理与技术Firewall因特网洲际主干因特网洲际主干洲际主干ISP消费者用户第三方内容Web 服务器应用服务器因特网主干地区网络企业网提供商ISP专业提供商本地 ISPT1社团用户社团网络数据库Slide source:Slide source:消费者用户PeerPeerPeerPeerPeerPeerPeerPeer李之棠李之棠李之棠李之棠华中科技大学计算机学院华中科技大学计算机学院华中科技大学计算机学院华中科技大学计算机学院CERNETCERNETCERNETCERNET华中地区网络中心华中地区网络中心华中地区网络中心华中地区网络中心1/19/20231/19/20
2、231/19/20231/19/20231 1 1 1P2PP2P原理与技术原理与技术1.1.概述概述2.2.分类分类3.3.构件与算法构件与算法4.4.关键技术特性关键技术特性5.5.P2PP2P分析与比较分析与比较6.6.研究与未来研究与未来1/19/20231/19/20231/19/20231/19/20232 2 2 21.1 1.1 什么是什么是P2PP2PuuP2PP2P:Peer-to-PeerPeer-to-Peer对等对等(网络,计算网络,计算););端到端端到端以非集中方式使用分布式以非集中方式使用分布式资源资源来完成来完成关关键任务键任务的一类系统和应用的一类系统和应用
3、FF资源资源资源资源包括计算能力、数据(存储和内容)、网络带包括计算能力、数据(存储和内容)、网络带包括计算能力、数据(存储和内容)、网络带包括计算能力、数据(存储和内容)、网络带宽和场景(计算机、人和其它资源)宽和场景(计算机、人和其它资源)宽和场景(计算机、人和其它资源)宽和场景(计算机、人和其它资源)FF关键任务关键任务关键任务关键任务可能是分布式计算、数据可能是分布式计算、数据可能是分布式计算、数据可能是分布式计算、数据/内容共享,通内容共享,通内容共享,通内容共享,通信和协同、或平台服务信和协同、或平台服务信和协同、或平台服务信和协同、或平台服务uu典型位置:因特网边界或典型位置:因
4、特网边界或ad-hocad-hoc网内网内1/19/20231/19/20231/19/20231/19/20233 3 3 31 12 2 n-1n-1A:Sarnoff law:A:Sarnoff law:A:Sarnoff law:A:Sarnoff law:规模是规模是规模是规模是O(n)O(n)O(n)O(n)B:Metcalfe law:B:Metcalfe law:B:Metcalfe law:B:Metcalfe law:规模是规模是规模是规模是O(nO(nO(nO(n2 2 2 2)C C C Cn n n n3 3 3 3C C C Cn n n nn-1n-1n-1n-1
5、C C C Cn n n n2 2 2 2C C C Cn n n n2 2 2 2C:Reed lawC:Reed lawC:Reed lawC:Reed law:规模是:规模是:规模是:规模是O(2O(2O(2O(2n n n n)Sarnoff lawSarnoff lawSarnoff lawSarnoff law:效效效效益规模是益规模是益规模是益规模是O(n)O(n)O(n)O(n):网络网络网络网络是广播媒介,任是广播媒介,任是广播媒介,任是广播媒介,任1 1 1 1发送发送发送发送者(设备)和多个者(设备)和多个者(设备)和多个者(设备)和多个(n-(n-(n-(n-1)1)1
6、)1)接收者(设备)。接收者(设备)。接收者(设备)。接收者(设备)。Metcalfe lawMetcalfe lawMetcalfe lawMetcalfe law:效益规模是效益规模是效益规模是效益规模是O(nO(nO(nO(n2 2 2 2)网络网络网络网络是全互连媒介,任何是全互连媒介,任何是全互连媒介,任何是全互连媒介,任何1 1 1 1个设备可与其它个设备可与其它个设备可与其它个设备可与其它n-1n-1n-1n-1个个个个交互,同时存在交互,同时存在交互,同时存在交互,同时存在n(n-n(n-n(n-n(n-1)=n1)=n1)=n1)=n2 2 2 2-n-n-n-n个并发执行的
7、个并发执行的个并发执行的个并发执行的事务事务事务事务Reed lawReed lawReed lawReed law:效益规效益规效益规效益规模是模是模是模是O(2O(2O(2O(2n n n n):网络是群网络是群网络是群网络是群组媒介。网络可建立组媒介。网络可建立组媒介。网络可建立组媒介。网络可建立CnCnCnCn2 2 2 2+Cn+Cn+Cn+Cn3 3 3 3+Cn+Cn+Cn+Cnn n n n-1+Cn-1+Cn-1+Cn-1+Cnn n n n=2 2 2 2n n n n-n-1-n-1-n-1-n-1 个小组个小组个小组个小组网络服务网络服务规模三法则规模三法则1/19/2
8、0231/19/20231/19/20231/19/20234 4 4 4P2PP2P的效果的效果uu巨大的巨大的扩展力扩展力通过低成本交互来聚合资源,导致整体通过低成本交互来聚合资源,导致整体大于部分之和。大于部分之和。uu低成本的低成本的所有权所有权和和共享共享使用现存的基础设施、削减和分布成本使用现存的基础设施、削减和分布成本uu匿名和隐私匿名和隐私允许对等端在其数据和资源上很大的自允许对等端在其数据和资源上很大的自治控制治控制1/19/20231/19/20231/19/20231/19/20235 5 5 5LinuxTCP/IPBluetoothHTTPTCP/IPTCP/IPXP
9、P2PP2P的的网网络络基基本本构构成成1/19/20231/19/20231/19/20231/19/20236 6 6 6P2P P2P 今天的影响今天的影响uuP2PP2PP2PP2P文件共享产生的流量可能是今天因特网文件共享产生的流量可能是今天因特网文件共享产生的流量可能是今天因特网文件共享产生的流量可能是今天因特网最大的单项流量最大的单项流量最大的单项流量最大的单项流量Source:www.internet2.edu,July 04 Source:Eurpoean Tier I ISP Feb 04 BTBTHTTPHTTPeDonkeyeDonkeyInternet2 Intern
10、et2 Internet2 Internet2 traffic traffic traffic traffic statisticsstatisticsstatisticsstatistics Eurpoean traffic Eurpoean traffic Eurpoean traffic Eurpoean traffic by Protocol by Protocol 1/19/20231/19/20231/19/20231/19/20237 7 7 7不同共享不同共享P2PP2P的的下载率下载率和和使用率使用率 1/19/20231/19/20231/19/20231/19/20238
11、 8 8 8Deflection capabilitiesResponsiveness全系统仿真由全系统仿真由许多子系统仿许多子系统仿真构成真构成Lift CapabilitiesDrag CapabilitiesResponsivenessThrust performanceReverse Thrust performanceResponsivenessFuel ConsumptionBraking performanceSteering capabilitiesTractionDampening capabilitiesCrew Capabilities-accuracy-percepti
12、on-stamina-re-action times-SOPs引擎模块引擎模块机身模块机身模块 翅膀模块翅膀模块 起落架装置模块起落架装置模块 水平尾翼模块水平尾翼模块乘员模块乘员模块分布式分布式 P2P P2P 仿真仿真1/19/20231/19/20231/19/20231/19/20239 9 9 9Foldinghome/Foldinghome/蛋白质折叠和药物设计蛋白质折叠和药物设计uu虚拟超级计算机虚拟超级计算机虚拟超级计算机虚拟超级计算机 peer-to-peer peer-to-peer peer-to-peer peer-to-peer technologytechnolog
13、ytechnologytechnology 产生产生产生产生空前大量的计算空前大量的计算空前大量的计算空前大量的计算能力能力能力能力uu使医疗研究者能使医疗研究者能使医疗研究者能使医疗研究者能加速治疗方法的加速治疗方法的加速治疗方法的加速治疗方法的改进和药物的设改进和药物的设改进和药物的设改进和药物的设计计计计uu加快癌研究的新加快癌研究的新加快癌研究的新加快癌研究的新发现发现发现发现1/19/20231/19/20231/19/20231/19/2023101010101.2 P2P1.2 P2P的定义的定义uuIntel Intel Intel Intel 工作组:通过在系统之间工作组:通
14、过在系统之间工作组:通过在系统之间工作组:通过在系统之间直接交换直接交换直接交换直接交换来来来来共享计算共享计算共享计算共享计算机资源和服务机资源和服务机资源和服务机资源和服务的一种应用模式的一种应用模式的一种应用模式的一种应用模式uuA.Weytsel:A.Weytsel:A.Weytsel:A.Weytsel:在因特网在因特网在因特网在因特网周边周边周边周边以以以以非客户非客户非客户非客户地位使用的设备地位使用的设备地位使用的设备地位使用的设备uu:通过通过通过通过3 3 3 3个关键条件定义个关键条件定义个关键条件定义个关键条件定义具有具有具有具有服务器质量服务器质量服务器质量服务器质量
15、的可运行计算机的可运行计算机的可运行计算机的可运行计算机具有独立于具有独立于具有独立于具有独立于DNSDNSDNSDNS的的的的寻址寻址寻址寻址系统系统系统系统具有与具有与具有与具有与可变连接合作可变连接合作可变连接合作可变连接合作的能力的能力的能力的能力uuC.Shirky:C.Shirky:C.Shirky:C.Shirky:利用利用利用利用因特网边界的因特网边界的因特网边界的因特网边界的存储存储存储存储/CPU/CPU/CPU/CPU/内容内容内容内容/现场现场现场现场等资源的一种应等资源的一种应等资源的一种应等资源的一种应访问这些非集中资源意味着运行在访问这些非集中资源意味着运行在访问
16、这些非集中资源意味着运行在访问这些非集中资源意味着运行在不稳定连接和不可预知不稳定连接和不可预知不稳定连接和不可预知不稳定连接和不可预知IPIPIPIP地址环境地址环境地址环境地址环境下,下,下,下,P2PP2PP2PP2P节点必须运行在节点必须运行在节点必须运行在节点必须运行在DNSDNSDNSDNS系统外边系统外边系统外边系统外边具备有效或全部的具备有效或全部的具备有效或全部的具备有效或全部的自治自治自治自治1/19/20231/19/20231/19/20231/19/202311111111uuKindberg:Kindberg:Kindberg:Kindberg:独立生存独立生存独立
17、生存独立生存的的系统的的系统的的系统的的系统uu:给对等组提供或从对等组获得给对等组提供或从对等组获得给对等组提供或从对等组获得给对等组提供或从对等组获得共享共享共享共享对等端向组对等端向组对等端向组对等端向组给出给出给出给出某些资源,并从组某些资源,并从组某些资源,并从组某些资源,并从组获得获得获得获得某些资源某些资源某些资源某些资源Napster:Napster:Napster:Napster:把音乐供给组内其他人,并从其他人获得音乐把音乐供给组内其他人,并从其他人获得音乐把音乐供给组内其他人,并从其他人获得音乐把音乐供给组内其他人,并从其他人获得音乐捐赠计算资源用于外星生命的搜索或战胜癌
18、症,获得帮捐赠计算资源用于外星生命的搜索或战胜癌症,获得帮捐赠计算资源用于外星生命的搜索或战胜癌症,获得帮捐赠计算资源用于外星生命的搜索或战胜癌症,获得帮助其他人的满足助其他人的满足助其他人的满足助其他人的满足uu另一种应用模式选择:另一种应用模式选择:另一种应用模式选择:另一种应用模式选择:相对集中式、和相对集中式、和相对集中式、和相对集中式、和C/SC/S模式模式纯纯纯纯P2PP2PP2PP2P:没有服务器的概念,所有成员都是对等端:没有服务器的概念,所有成员都是对等端:没有服务器的概念,所有成员都是对等端:没有服务器的概念,所有成员都是对等端uu并不是全新的概念并不是全新的概念并不是全新
19、的概念并不是全新的概念早期分布式系统:如早期分布式系统:如早期分布式系统:如早期分布式系统:如UUCPUUCPUUCPUUCP和交换网络和交换网络和交换网络和交换网络电话通信电话通信电话通信电话通信计算机网络中的通信、网络游戏中的诸玩家计算机网络中的通信、网络游戏中的诸玩家计算机网络中的通信、网络游戏中的诸玩家计算机网络中的通信、网络游戏中的诸玩家自助餐,志愿组活动自助餐,志愿组活动自助餐,志愿组活动自助餐,志愿组活动1/19/20231/19/20231/19/20231/19/2023121212121.3 P2P 1.3 P2P 与与 C/S C/SPeerPeerClientServe
20、ruu二者在结构和构成上有二者在结构和构成上有二者在结构和构成上有二者在结构和构成上有很大区别很大区别很大区别很大区别管理能力、构态能力、功能(查找或发现)、组织管理能力、构态能力、功能(查找或发现)、组织管理能力、构态能力、功能(查找或发现)、组织管理能力、构态能力、功能(查找或发现)、组织(分分分分层与网孔层与网孔层与网孔层与网孔)、元素(、元素(、元素(、元素(DNSDNSDNSDNS)和协议)和协议)和协议)和协议(IP)(IP)(IP)(IP)uu但又但又但又但又无明显边界无明显边界无明显边界无明显边界都能运行在不同的(都能运行在不同的(都能运行在不同的(都能运行在不同的(Inter
21、net/IntranetInternet/IntranetInternet/IntranetInternet/Intranet)平台上)平台上)平台上)平台上都能服务传统或新的应用:都能服务传统或新的应用:都能服务传统或新的应用:都能服务传统或新的应用:eBusiness eServuices eBusiness eServuices eBusiness eServuices eBusiness eServuices 1/19/20231/19/20231/19/20231/19/202313131313有管理自组织预构-Ad-hocAd-hoc查找发现分层Mesh静态移动依赖服务器独立生存以
22、IP为中心不以IP为中心基于DNS客户命名RPC异步.NET.NETJXTAJXTAC/S模式P2P模式CORBACORBACORBACORBAGnutellaGnutellaNapsterNapstereBusinesseBusinessWeb appsWeb appseServiceseServicesDistr.appsDistr.appsAd-hoc NWAd-hoc NWClustersClustersInternet IntranetInternet IntranetWANsWANsGridsGridsP2PP2P与与C/SC/S1/19/20231/19/20231/19/202
23、31/19/2023141414141.4 P2P 1.4 P2P 相关背景相关背景uu一般计算和因特网特殊计算的历史演进:因特网一般计算和因特网特殊计算的历史演进:因特网一般计算和因特网特殊计算的历史演进:因特网一般计算和因特网特殊计算的历史演进:因特网边界计算:边界计算:边界计算:边界计算:如如如如SETIhomeSETIhomeSETIhomeSETIhome和其它分布式计算系统和其它分布式计算系统和其它分布式计算系统和其它分布式计算系统uu内容共享的社会方面:如内容共享的社会方面:如内容共享的社会方面:如内容共享的社会方面:如NapsterNapsterNapsterNapster音乐
24、和其他文件音乐和其他文件音乐和其他文件音乐和其他文件/内容共享系统内容共享系统内容共享系统内容共享系统uu计算机、网络通信技术的进步和改进计算机、网络通信技术的进步和改进计算机、网络通信技术的进步和改进计算机、网络通信技术的进步和改进大型机大型机大型机大型机 桌面桌面桌面桌面PC PC PC PC 便携机便携机便携机便携机 手持设备(手机)手持设备(手机)手持设备(手机)手持设备(手机)使通信和协同变得更方便使通信和协同变得更方便使通信和协同变得更方便使通信和协同变得更方便uuP2PP2PP2PP2P软件结构:如软件结构:如软件结构:如软件结构:如JXTAJXTAJXTAJXTA,.NET.N
25、ET.NET.NETuu开发的开发的开发的开发的P2PP2PP2PP2P算法:如算法:如算法:如算法:如GnutellaGnutellaGnutellaGnutella,FreeNetFreeNetFreeNetFreeNet1/19/20231/19/20231/19/20231/19/2023151515151.5 P2P1.5 P2P之目标:满足应用需要之目标:满足应用需要uu共享共享共享共享/削减成本:削减成本:削减成本:削减成本:Napster Napster Napster Napster 共享文件空间,共享文件空间,共享文件空间,共享文件空间,SETIhomeSETIhomeSE
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