學習筆記2.6——P2P應用
P2P應用
P2P結構的特點
- 沒有伺服器
- 任意端系統間直接通訊
- 有很大的動態性和隨機性
*節點階段性接入Internet
*節點可能更換IP地址
檔案分發
C/S架構與P2P架構在檔案分發上的效能對比
說明：1）由於核心網路的頻寬充足，因此效能瓶頸主要在伺服器接入核心網路和客戶端接入核心網路。
2）伺服器只向Internet上傳，每個節點可能下載或上傳檔案。
3）圖中節點表示上傳，下載的方向標錯了
C/S架構：
伺服器序列地傳送N個副本，所需時間為：NF/us
客戶機i的下載時間為：F/di；
完成分發總時間：max{NF/us ；F/min（di）}；
P2P：
伺服器必須傳送一個副本給Internet，時間為：F/us；
客戶機i的下載時間為：F/di；
總共需要下載NF位元
最快的可能上傳速率（伺服器和所有節點同時上傳）：us+∑ui；
上傳N個副本的總時間為：NF/（us+∑ui）；
完成分發總時間：max{F/us ；F/min（di）；NF/（us+∑ui）}
BitTorrent協議
peer：節點
chunk：交換檔案塊
torrent：交換（或共享）同一個檔案的檔案塊的節點所形成的節點組
tracker：跟蹤參與torrent的節點
1）當Alice新加入網路時，向tracker查詢，獲取torrent節點列表，與其他節點建立TCP連線，進而可以與他們交換檔案塊
2）檔案被劃為256KB的chunk
3）節點加入torrent時
- 沒有chunk，但會逐漸積累
- 向tracker註冊以獲得節點清單，與某些節點（“鄰居”）建立連線
4）下載的同時，節點還需向其他節點上傳chunk
5）節點動態地加入和離開，且在獲得完整檔案後可以選擇離開或留下
6）獲取chunk
- 給定任意時刻，不同的節點持有檔案的不同chunk集合
- 節點定期查詢每個鄰居所持有地chunk列表
- 節點發送請求，請求獲取缺失的chunk（稀缺優先原則，例：你所需要的一些chunk只有3個節點能夠提供，而另一些chunk有100個chunk可以提供，那麼優先獲取提供節點少的chunk，以防節點全部離開後無法獲得）
7）傳送chunk（一報還一報原則）
- Alice向4個鄰居傳送chunk：正向它傳送的chunk，速率最快地4個（每10s重新評估top4）
- 每30s隨機選擇一個其他節點，向他傳送chunk（新加入的節點可能進入top4s）
8）特點：上傳速率高，則能夠找到更好的交易夥伴，從而更快的獲取檔案
9）BT的危害：
- 損害硬碟
- 助長病毒傳播
- 侵犯版權
索引技術
1：索引：資訊到節點位置（IP地址+埠號）的對映
2：檔案共享（如電驢）
- 利用索引動態跟蹤節點所共享的檔案的位置
- 節點需要告訴索引它擁有哪些檔案
- 節點搜尋索引，從而獲知能夠得到哪些檔案
3：即時訊息（如QQ）
- 索引負責將使用者名稱對映到位置
- 當用戶開啟IM應用時，需要通知索引它的位置
- 節點檢索索引，確定使用者地IP地址
集中式索引
搜尋過程：
- 節點加入時，通知中央伺服器（IP地址+內容）
- Alice查詢“Hey Jude”
- Alice從Bob處請求檔案
注：集中式索引內容和檔案的傳輸是分散式的，但內容定位是高度集中的
缺點：
- 單點失效問題（當集中式目錄伺服器崩潰時，整個p2p系統就崩了）
- 效能瓶頸（報到，查詢等都須通過中央目錄伺服器，會成為他的瓶頸）
- 版權問題
洪範式查詢（資訊傳輸到網路中的每一個節點）
1.完全分散式架構
2.每個節點對它共享的檔案進行索引，且只對它共享的檔案進行索引
3：覆蓋網路
- 節點X與Y之間如果有TP連線那麼構成一條邊
- 所有活動節點和便構成覆蓋網路
- 邊：虛擬鏈路
- 節點一般鄰居數少於10個
4：搜尋過程
- 查詢訊息通過已有的TCP連線傳送
- 節點轉發查詢訊息
- 查詢命中，則利用反向路徑發回查詢節點
5.缺點
- 洪範式查詢會大量消耗網路頻寬，導致網路擁塞
- 新使用者加入時會有很多複雜的需要處理的因素
層次式覆蓋網路
1：介於集中式索引和洪範查詢之間的一種查詢方法
2每個節點或者一個超級節點，或者被分配一個超級節點
- 節點和超級節點間維持TCP連線
- 某些超級節點之間維持TCP連線
3.超級節點負責跟蹤子節點的內容，提供索引服務
- 一個超級節點和普通節點是集中式查詢
- 超級節點和超級節點之間為洪範式查詢
4：應用：Skype
- 本質上是P2P的，使用者/節點之間直接通訊
- 私有應用層協議
- 採用層次式覆蓋網路架構
- 索引負責維護使用者名稱和IP地址之間的對映
- 索引分佈在超級節點上
- 有很大的動態性和隨機性
*結點階段性接入Internet
*節點可能更換IP地址