P2P技術在語言實驗室中的應用

趙 飛

（綏化學院，黑龍江 綏化 152061）

P2P技術在語言實驗室中的應用

趙 飛

（綏化學院，黑龍江 綏化 152061）

本文介紹了當前比較流行的P2P（Peer-to-Peer）技術，并分析了P2P技術與傳統的客戶機/服務器技術的區別與優勢.同時將P2P技術引入到外語語言實驗室，提出使用P2P技術構架外語語言實驗室的構想.最后分析了P2P技術使用在外語語言實驗室的可行性，總結了P2P系統下的外語語言實驗室的特點.

P2P技術；客戶機/服務器技術；語言實驗室

1 P2P簡介

P2P（Peer-to-Peer）對等網絡技術，它是由物理上分散的主機之間，不經過服務器等中繼設備而直接完成數據交換或服務交換的信息控制技術.因此在P2P技術模式下弱化了服務器的概念，在這種技術所形成的網絡中，PC與PC直接連接，每臺獨立的PC既能利用網絡上其它PC共享的資源同時也為網絡中其他的PC提供共享資源，從而實現了資源的共享.現在中國網絡上比較流行的下載軟件——迅雷(Thunder)的核心部分之一便是應用了P2P技術，在使用迅雷下載較大的視頻文件的時候，我們可以在連接信息中看到很多候選資源，而迅雷也是從多個候選資源同時進行下載，最后將從多個候選資源下載來的視頻文件的不同部分合并成一個我們要下載的視頻文件.在下載這個視頻文件的過程中，我們既從這些PC候選資源中下載了不同的視頻部分，也為其它PC提供了它要下載的視頻部分.從而大大提高了下載的效率和網絡的利用率.

由于搭建P2P網絡的成本較低，網絡的連通性強大，資源共享方式多，同時因為沒有服務器的存在，也就不存在服務器瓶頸問題.因此P2P技術也不只是用于資源共享，在對等計算、協同工作、實時通信、搜索引擎、數據存儲、文件交換、電子商務、智能Agent、網絡游戲、網絡實驗室、網絡教學等很多領域也已經被廣泛應用.

2 P2P工作模型與C/S工作模型的優勢

C/S（Client/Server）客戶機/服務器模式是現在互聯網應用的主要模型，在C/S模型當中整個網絡都依賴服務器（Server），用戶所使用的客戶端（Client）只能從服務器上獲得各種服務和資源，而用戶之間的通信也要通過服務器轉發.這樣很多個客戶機連接到一個服務器的工作方式具有如下優點：

（1）集中的數據存貯與計算有利于網絡管理的實現.

（2）應用層不需要考慮路由問題.

（3）數據管理比較簡單.

但隨著互聯網用戶的增多，互聯網日漸龐大，這樣C/S模型則體現出了一些弊端如：由于互聯網的增大，服務器容量無法滿足日益增長的數據存儲量.由于帶寬的限制，服務器無法支持大量多媒體訪問請求，當請求過多時會造成擁塞，降低了多媒體服務的Qos.

P2P網絡模型是一種分布式系統，每個節點的地位都是對等的，沒有服務器的概念.每個節點即可是服務器為其他節點提供服務，同時也可以是客戶機從其他節點分享資源，因此P2P模型彌補了一些C/S模型的不足.其相比較C/S模型主要優點有：

(1)資源利用率高.P2P可以利用參與節點中的閑散資源,所有節點的資源總和構成了整個網絡的資源.

(2)不存在系統性能瓶頸.P2P是分布式系統,弱化了服務器功能甚至取消了中央服務器,解決了系統性能瓶頸問題.

(3)有利于語義查詢.P2P基于內容的尋址方式處于一個更高的語義層次,因為用戶在搜索時只需指定具有實際意義的信息標識而不是物理地址,每個標識對應包含這類信息的節點集合.

(4)P2P中信息在節點間直接流動,高速及時,降低了中轉服務成本.

(5)網絡負載平衡,可擴展性好.P2P中任意兩個節點可以互為服務器/客戶機,即使只有一個節點存在,網絡也是活動的.

3 P2P技術在外語語言實驗室中的應用

3.1 基于P2P技術的網絡外語教學系統

根據上面的分析比較，P2P技術應用于外語語言實驗室是可行的，現在所使用的大部分外語教學實驗室都是基于C/S模型開發的，如綏化學院正在使用的卓越電子開發的DM2型外語語言實驗室，全部的學生終端都是連接在教師主機上，教師主機則成為了服務器，學生通過卓越DM2型終端瀏覽教師主機上的共享資源，完成通訊功能，即使是學生終端和學生終端的通信也要通過教師主機.這樣一來對網絡和教師機的要求就很高，并且對教室的容量有很大限制，如果教室容量過大即學生終端數目過多則會造成網絡的擁塞或者教室機失去響應等問題.但是如果使用純的P2P網絡，又很難實現教師機對學生終端的控制.因此我們可以考慮使用一個中心服務器來負責記錄共享信息即信息的索引，而把要共享的資源都分別存放在每個客戶機上.同時保證客戶機和客戶機之間可以有交互能力，服務器和客戶機之間也擁有交互能力.這樣我們既實現了中心管理，又解脫了教師機，使教師機不會因為訪問量過大而失去響應，同時也減輕了網絡的負擔.但是由于其仍是中心管理模式，其中心服務器容易受到直接攻擊的問題仍然存在.

根據上面的思想，我們可以將整個系統分為幾個模塊：

（1）教學管理模塊：它是為其他模塊提供服務的公共應用程序.例如：卓越DM2型外語語言實驗室中的教學管理系統.此模塊最主要的功能就是共享信息的索引學生和教師間可以共享教學資源,對這些資源的登記和建立索引以便于文件的檢索.每一條索引包括傳輸通道的IP地址/端口號、資源的命名和簡單的描述.這里與卓越DM2系統就有了很大的區別，而不再是通過教師機去共享資源.此模塊還有其他的一些功能如：用戶認證，權限管理，系統維護等.我們可以將教學管理模塊放在中心服務器上，除了完成以上的功能外，它還是P2P連通的關鍵，因此中心服務器應通過IP地址實現直接訪問.

（2）多媒體網絡教室系統模塊：它的主要功能是實現網絡虛擬教室.由于學生和教師各自的行為模式不同，又可以把多媒體網絡教室系統模塊分為兩個不同的終端既學生終端和教師終端.這兩個終端共同功能是音視頻信號的采集、壓縮編碼、媒體流的網絡傳輸和接收、解碼、音視頻的播放等實時多媒體功能.不同之處在于,教師終端產生的多媒體數據報和電子白板的“板書”數據在缺省下是以UDP組播的方式發送給在線的本班學生.這樣一來則增加了課堂的靈活性.

（3）文件共享模塊：這個模塊和其他的P2P系統中的是一樣的，主要功能是提供文件的上傳和下載，并且在上傳和下載的過程中提供加密和安全機制.系統可以采用RTP協議，此協議在傳送的數據包內有時間標簽的包序號和編碼方式等，這樣可以實現多媒體流的實時傳輸.也就保證了學生和教師之間的語音信息的實時傳輸，保證了教師和學生之間的對話.

3.2 P2P外語網絡教學的特點

P2P網絡比起C/S網絡在外語教學中的特點，就是網絡更加具有靈活性，主要體現在：

（1）使課程更加的生動.在P2P網絡中可以充分的利用文字、圖像、聲音、動畫、視頻等一系列的多媒體技術，使得抽象的理論知識更加的具體化、形象化.這樣學生就更容易理解這些理論性的新知識，從而激發學生的學習興趣.這樣也就達到了課程更加的生動.

（2）學生更加的主動.在P2P網絡教學環境中弱化了教師與學生的角色地位，使教師由一個發號施令的角色轉化成為一個指導的角色，而學生同樣由一個被動的聽從命令的角色轉化為一個積極主動參與的角色.再通過學習資源的共享，學生可以根據自身的需要進行選擇.學生由以前被動聽從命令的學習轉化為主動自愿的學習.

（3）師生間也更容易產生互動.在P2P網絡教學環境中，網絡的即時雙向信息交流的特點，使教師與學生、學生與學生中的兩個或多個參與者即時連接在一起.這種即時性使得教師和學生之間更容易產生互動，使得課堂更加的生動有趣.

這些決定了P2P網絡環境下的教學過程具有以下特點:教學的開放性、學習過程的交互性、學習內容選擇的個性化和自主性、教學形式的多樣性.這些特點恰恰迎合了以人為本和素質教育的精神.

〔1〕許松.基于混合式P2P網絡的網絡教學平臺的研究與設計 [J]. 電腦知識與技術，2009，5（19）：5109.

〔2〕朱曉姝.高職網絡專業P2P技術的教學與實踐[J].遼寧大學學報（自然科學版），2009（2）：162.

〔3〕段嫚娟,付相君.基于P2P系統的網絡外語教學技術分析[J].外語電化教學，2005（12）：27.

TP393

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1673-260X（2011）02-0082-02