1、什么是p2p

P2P是一種技術(shù)，但更多的是一種思想，有著改變整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)的潛能的思想。

（1）p2p的概念

P2P是peer-to-peer的縮寫(xiě)，peer在英語(yǔ)里有“（地位、能力等）同等者”、“同事”和“伙伴”等意義。這樣一來(lái)，P2P也就可以理解為“伙伴對(duì)伙伴”的意思，或稱為對(duì)等聯(lián)網(wǎng)。目前人們認(rèn)為其在加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)上人的交流、文件交換、分布計(jì)算等方面大有前途。

簡(jiǎn)單的說(shuō)，P2P直接將人們聯(lián)系起來(lái)，讓人們通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)直接交互。P2P使得網(wǎng)絡(luò)上的溝通變得容易、更直接共享和交互，真正地消除中間商。P2P就是人可以直接連接到其他用戶的計(jì)算機(jī)、交換文件，而不是像過(guò)去那樣連接到服務(wù)器去瀏覽與下載。P2P另一個(gè)重要特點(diǎn)是改變互聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)在的以大網(wǎng)站為中心的狀態(tài)、重返“非中心化”，并把權(quán)力交還給用戶。 P2P看起來(lái)似乎很新，但是正如B2C、B2B是將現(xiàn)實(shí)世界中很平常的東西移植到互聯(lián)網(wǎng)上一樣，P2P并不是什么新東西。在現(xiàn)實(shí)生活中我們每天都按照 P2P模式面對(duì)面地或者通過(guò)電話交流和溝通。

即使從網(wǎng)絡(luò)看，P2P也不是新概念，P2P是互聯(lián)網(wǎng)整體架構(gòu)的基礎(chǔ)。互聯(lián)網(wǎng)最基本的協(xié)議 TCP/IP并沒(méi)有客戶機(jī)和服務(wù)器的概念，所有的設(shè)備都是通訊的平等的一端。在十年之前，所有的互聯(lián)網(wǎng)上的系統(tǒng)都同時(shí)具有服務(wù)器和客戶機(jī)的功能。當(dāng)然，后來(lái)發(fā)展的那些架構(gòu)在TCP/IP之上的軟件的確采用了客戶機(jī)/服務(wù)器的結(jié)構(gòu)：瀏覽器和Web服務(wù)器，郵件客戶端和郵件服務(wù)器。但是，對(duì)于服務(wù)器來(lái)說(shuō)，它們之間仍然是對(duì)等聯(lián)網(wǎng)的。以email為例，互聯(lián)網(wǎng)上并沒(méi)有一個(gè)巨大的、唯一的郵件服務(wù)器來(lái)處理所有的email，而是對(duì)等聯(lián)網(wǎng)的郵件服務(wù)器相互協(xié)作把 email傳送到相應(yīng)的服務(wù)器上去。另外用戶之間email則一直對(duì)等的聯(lián)絡(luò)渠道。當(dāng)然但是過(guò)去的5年里，互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展至少?gòu)谋砻嫔线h(yuǎn)離了P2P，互聯(lián)網(wǎng)上絕大部分的節(jié)點(diǎn)也不能和其他節(jié)點(diǎn)直接地交流。Napster正是喚醒了深藏在互聯(lián)網(wǎng)背后的對(duì)等聯(lián)網(wǎng)。Napster的文件共享功能在局域網(wǎng)中共享目錄也是再平常不過(guò)的事情。但是Napster的成功促使人們認(rèn)識(shí)到把這種“對(duì)等聯(lián)網(wǎng)”拓展到整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)范圍的可能性。當(dāng)然，在許多人的眼中，Napster并不是純粹的P2P，它仍然需要一個(gè)處于中心協(xié)調(diào)機(jī)制。

事實(shí)上，網(wǎng)絡(luò)上現(xiàn)有的許多服務(wù)可以歸入P2P的行列。即時(shí)訊息系統(tǒng)譬如ICQ、AOL Instant Messenger、Yahoo Pager、微軟的MSN Messenger以及國(guó)內(nèi)的OICQ是最流行的P2P應(yīng)用。它們?cè)试S用戶互相溝通和交換信息、交換文件。用戶之間的信息交流不是直接的，需要有位于中心的服務(wù)器來(lái)協(xié)調(diào)。但這些系統(tǒng)并沒(méi)有諸如搜索這種對(duì)于大量信息共享非常重要的功能，這個(gè)特征的缺乏可能正是為什么即時(shí)訊息出現(xiàn)很久但是并沒(méi)有能夠產(chǎn)生如Napster這樣的影響的原因之一。

另外一個(gè)可以歸入P2P是拍賣網(wǎng)站譬如 eBay，人們?cè)诳偨Y(jié)eBay的模式的時(shí)候用了C2C，是不是和P2P有一點(diǎn)類似？eBay就是一個(gè)將人們聯(lián)系的和交易物品的社區(qū)，用戶可以方便的搜索其他用戶叫賣的商品。eBay提供了一些使得交易得以順利進(jìn)行的服務(wù)，但是交易是直接在用戶之間進(jìn)行的。如果將“交易”的概念推廣，C2C就是P2P的一個(gè)特例，這里人們互相交換的是商品。

但如果仔細(xì)深究的話，Napster和即時(shí)訊息在賦予用戶之間直接交流的能力、eBay使用戶可以直接交易的同時(shí)，卻破壞了服務(wù)器端的那種自互聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)之初就存在的對(duì)等聯(lián)網(wǎng)思想，因?yàn)樗鼈兌夹枰幸粋€(gè)位于中心的服務(wù)器來(lái)協(xié)調(diào)，而不是分布在世界上不同地方的、對(duì)等聯(lián)網(wǎng)的許多服務(wù)器。這也正是諸如Gnutella和Freenet不斷的宣稱它們創(chuàng)造了“純粹”的P2P，完全沒(méi)有中心服務(wù)器的P2P服務(wù)。

     計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展演化過(guò)程是在集中和分布之間擺動(dòng)。早期的計(jì)算機(jī)使用模式是眾多用戶共享大型計(jì)算機(jī)，以后發(fā)展了個(gè)人計(jì)算機(jī)，從集中走向分布。在互聯(lián)網(wǎng)上存在類似情況，開(kāi)始采用客戶機(jī)（瀏覽器）－服務(wù)器方式，使用網(wǎng)站上集中的服務(wù)器。進(jìn)一步發(fā)展將走向分布式，集中的服務(wù)器將變成分布的，每一個(gè)用戶終端既是客戶機(jī)又是服務(wù)器，這就是對(duì)等連接peer to peer（簡(jiǎn)稱P2P）模式。

    近年來(lái)，互聯(lián)網(wǎng)上P2P業(yè)務(wù)發(fā)展迅速，已經(jīng)成為寬帶互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的主流。P2P技術(shù)將各個(gè)用戶互相結(jié)合成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，共享其中的帶寬，共同處理其中的信息。與傳統(tǒng)的客戶機(jī)——服務(wù)器模式不同，P2P工作方式中，每一個(gè)客戶終端既是客戶機(jī)又是服務(wù)器。以共享下載文件為例，下載同一個(gè)文件的眾多用戶中的每一個(gè)用戶終端只需要下載文件的一個(gè)片段，然后互相交換，最終每個(gè)用戶都能得到完整的文件。

    第一代P2P網(wǎng)絡(luò)采用中央控制網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)（如圖1所示）。早期的Napster就采用這種結(jié)構(gòu)。它采用快速搜索算法，排隊(duì)響應(yīng)時(shí)間短，使用簡(jiǎn)單的協(xié)議能夠提供高性能和彈性，缺點(diǎn)是容易中斷服務(wù)。

圖1 第一代P2P網(wǎng)絡(luò)采用中央控制網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

    第二代P2P 采用分散分布網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)（如圖2所示）。不再使用中央服務(wù)器，消除了中央服務(wù)器帶來(lái)的問(wèn)題。沒(méi)有中央控制點(diǎn)，不會(huì)因?yàn)橐稽c(diǎn)故障導(dǎo)致全部癱瘓，是真正的分布式網(wǎng)絡(luò)。由于每次搜索都要在全網(wǎng)進(jìn)行，造成大量網(wǎng)絡(luò)流量，使得其搜索速度慢，排隊(duì)響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)。用戶PC性能及其與網(wǎng)絡(luò)連接方式?jīng)Q定網(wǎng)絡(luò)彈性和性能。這種模式具有自組織（ ad-hoc） 行為, 降低了擁有者的成本，提供可擴(kuò)展性。特別適合在自組織（ ad-hoc）網(wǎng)上的應(yīng)用，如即時(shí)通信等。

圖2  第二代P2P 采用分散分布網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

    第三代P2P 采用混合網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)（如圖3所示）。這種模式綜合第一代和第二代的優(yōu)點(diǎn)，用分布的超級(jí)結(jié)點(diǎn)取代中央檢索服務(wù)器。采用分層次的快速搜索改進(jìn)了搜索性能，縮短了排隊(duì)響應(yīng)時(shí)間，每次排隊(duì)產(chǎn)生的流量低于第二代分布網(wǎng)絡(luò)。超級(jí)智能結(jié)點(diǎn)的布設(shè)提供高性能和彈性。沒(méi)有中央控制點(diǎn)，不會(huì)因?yàn)橐稽c(diǎn)故障導(dǎo)致全部癱瘓。

圖3  第三代P2P 采用混合網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu) 

    內(nèi)容被分布存儲(chǔ)在分布的存儲(chǔ)器和客戶終端中。通過(guò)快速檢索系統(tǒng)可以快速發(fā)現(xiàn)內(nèi)容分布存儲(chǔ)的位置。目前常用的P2P 軟件有BT, edonky和Gnutella等，這些軟件采用“快速追蹤”技術(shù)構(gòu)成P2P網(wǎng)絡(luò)，有著許多傳統(tǒng)客戶機(jī)－服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)所沒(méi)有的優(yōu)點(diǎn)。技術(shù)上不但可以大大的減少文件搜尋的時(shí)間，更重要的是可以不用昂貴的中央控制硬件設(shè)備(服務(wù)器等)。這種P2P網(wǎng)絡(luò)使用終端本身電腦的處理能力，網(wǎng)絡(luò)處理能力隨著終端使用者人數(shù)增長(zhǎng)而增加。

    第四代P2P目前正在發(fā)展中。主要發(fā)展技術(shù)有動(dòng)態(tài)口選擇和雙向下載。動(dòng)態(tài)口選擇：目前P2P使用固定的口，但是一些公司已經(jīng)開(kāi)始引入?yún)f(xié)議可以動(dòng)態(tài)選擇傳輸口，一般來(lái)說(shuō)，口的數(shù)目在1024－4000之間。甚至P2P流可以用原來(lái)用于HTTP(SMTP)的口80（25）來(lái)傳輸以便隱藏。這將使得識(shí)別跨運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)的P2P流，掌握其流量變得更困難。雙向下載：eD和BT等公司進(jìn)一步發(fā)展引入雙向流下載。可以多路并行下載和上載一個(gè)文件或多路并行下載一個(gè)文件的一部分。而目前傳統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)要求目標(biāo)在完全下載后才能開(kāi)始上載。這將大大加快文件分發(fā)速度。

    以上演化的四代P2P系統(tǒng)都屬于“無(wú)組織的P2P重疊網(wǎng)”，在互聯(lián)網(wǎng)得到快速發(fā)展，目前寬帶用戶流量中一半以上是這種P2P流。

    而學(xué)術(shù)界目前在研究的是“有組織的P2P重疊網(wǎng)”。包括Tapestry 、Chord 、Pastry和CAN 等。正在研究的新一代的P2P應(yīng)用包括多播、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)等都運(yùn)行在這種有組織P2P重疊網(wǎng)上。

2.P2P應(yīng)用

    目前應(yīng)用主要有三大類，如圖4所示。

圖4 P2P應(yīng)用和智能結(jié)點(diǎn)重疊網(wǎng)

(1).P2P內(nèi)容共享

    包括共享文件下載BT，edonkey Gnutella、搜索和檢索Bearshare、內(nèi)容分發(fā)、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)和對(duì)等廣播Peercasting等。網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)充分發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)無(wú)所不在的優(yōu)勢(shì)，移動(dòng)電話、PDA、筆記本電腦、臺(tái)式機(jī)、電視機(jī)、各種家電和傳感器等可以通過(guò)各種有線或無(wú)線接入連接網(wǎng)絡(luò)取得服務(wù)。

(2).P2P通信協(xié)作包括協(xié)同工作、互聯(lián)網(wǎng)電話、即時(shí)通信S和移動(dòng)通信

    P2P即時(shí)通信系統(tǒng) IM采用對(duì)等連接模式P2P，消息格式使用 XML具有效的報(bào)到管理，可以提供異步、并行、可靠和近似實(shí)時(shí)通信。支持移動(dòng)報(bào)到管理和移動(dòng)即時(shí)通信。使用IETF 標(biāo)準(zhǔn)保證互通互用。

(3).P2P協(xié)同計(jì)算包括協(xié)作計(jì)算、網(wǎng)格和數(shù)據(jù)內(nèi)容網(wǎng)格

    網(wǎng)格GRID和 P2P協(xié)作的基本概念非常相似都是資源共享，但是使用技術(shù)不同。網(wǎng)格的目的是利用網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行大規(guī)模高性能計(jì)算，其利用的網(wǎng)絡(luò)資源包括超級(jí)計(jì)算機(jī)、集群、專門設(shè)備、大規(guī)模數(shù)據(jù)庫(kù)等。網(wǎng)格需要制定組織級(jí)的協(xié)議用于資源共享，安全和性能是關(guān)鍵問(wèn)題。采用基于PKI + X.509證書(shū)的鑒權(quán)和可編程中間件用于高性能計(jì)算。而P2P協(xié)作利用的網(wǎng)絡(luò)資源是個(gè)人計(jì)算機(jī)和存儲(chǔ)的數(shù)字內(nèi)容等，對(duì)資源進(jìn)行分散控制，允許匿名接入。主要優(yōu)點(diǎn)是可測(cè)量性。

    采用P2P 和Grid融合產(chǎn)生數(shù)據(jù)內(nèi)容網(wǎng)格，用P2P技術(shù)建立數(shù)據(jù)網(wǎng)格是最有吸引力和實(shí)際的方法。綜合P2P技術(shù)建立內(nèi)容網(wǎng)格，在網(wǎng)格中數(shù)據(jù)、內(nèi)容是自動(dòng)分布的，用戶可以接入最近的數(shù)據(jù)。

    視頻內(nèi)容網(wǎng)格，以分布式存儲(chǔ)提供視頻點(diǎn)播業(yè)務(wù)。

(4).P2P將開(kāi)創(chuàng)網(wǎng)絡(luò)媒體新時(shí)代

    電視視頻節(jié)目除現(xiàn)場(chǎng)直播以外，都是事先錄制好存儲(chǔ)在服務(wù)器中的。點(diǎn)播是一種工作模式，但是它占用網(wǎng)絡(luò)資源太多。P2P為網(wǎng)絡(luò)電視媒體提供了一個(gè)新的工作模式，用戶可以先用P2P方式下載內(nèi)容存儲(chǔ)在自己的計(jì)算機(jī)中，再回放觀看。

3. P2P需要IPv6

    目前的IPv4互聯(lián)網(wǎng)由于IP地址不夠，大量采用專用地址和網(wǎng)絡(luò)地址變換器NAT ，其結(jié)果是隱藏了誰(shuí)是信息的發(fā)送者的信息。而P2P 要求能夠識(shí)別發(fā)送者，使用“實(shí)名制”才能建立誠(chéng)信安全的網(wǎng)絡(luò)社會(huì)。只有IPv6 能夠做到這點(diǎn)。建立IPv6網(wǎng)將為發(fā)展P2P應(yīng)用提供安全、可靠和廉價(jià)的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行環(huán)境。

    在IPv6 網(wǎng)上運(yùn)行p2p不再需要使用NAT能夠控制功能和邏輯，可以簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)。對(duì)于運(yùn)營(yíng)商而言不再需要考慮NAT及其軟件之間的兼容性，在遠(yuǎn)端不需要服務(wù)器將使設(shè)計(jì)、可以降低運(yùn)營(yíng)負(fù)擔(dān)。

    總之，運(yùn)行和成本與使用IPv4和NAT時(shí)相比要低。

    在IPv6網(wǎng)實(shí)現(xiàn) P2P VPN （如圖5所示）

圖5 IPv6網(wǎng)上的P2P VPN

    適用于各種通信模式: 客戶機(jī)－服務(wù)器、對(duì)等連接P2P、移動(dòng)安全即時(shí)通信、即時(shí)連接、保證端到端的安全。IPsec策略服務(wù)器按需要為對(duì)接每一方提供策略文件，設(shè)置非常簡(jiǎn)便：只需要在 web上注冊(cè) 。

4.應(yīng)對(duì)Peer to Peer業(yè)務(wù)挑戰(zhàn)

    P2P已經(jīng)成為寬帶的殺手級(jí)應(yīng)用。P2P應(yīng)用圍繞IP音頻和視頻文件共享快速發(fā)展。目前P2P應(yīng)用占寬帶流量50－60%（白天）到90%（晚上），企業(yè)用戶的40%。

    如何識(shí)別和控制P2P流，如何版權(quán)保護(hù)和制止色情內(nèi)容流通成為企業(yè)網(wǎng)絡(luò)管理員和接入運(yùn)營(yíng)商的煩惱。目前正開(kāi)展各種方法的研究，例如在運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中緩沖P2P流以減少外出流量等。