P2P網絡的特點及運行環境分析

邱宜干

（東莞理工學院 經濟與管理學院，廣東 東莞 523808）

0 引言

P2P，即 Peer－to－Peer的簡寫。 Peer在英語里有“對等者、伙伴、對端”的意義，因此，從字面上分析，“P2P網絡”可以翻譯為“對等網絡”。

1 P2P網絡的定義分析

對等網絡，即對等計算機網絡，是一種在對等者（Peer）之間分配任務和工作負載的分布式應用架構，是對等計算模型在應用層形成的一種組網或網絡形式。

網絡的參與者共享他們所擁有的一部分硬件資源（處理能力、存儲能力、網絡連接能力、打印機等），這些共享資源通過網絡提供服務和內容，能被其他對等節點（Peer）直接訪問而無須經過中間實體。在此網絡中的參與者既是資源、服務和內容的提供者（Server），同時又是資源、服務和內容的獲取者（Client）。

在P2P網絡環境中，彼此連接的多臺計算機之間都處于對等的地位，各臺計算機有相同的功能，無主從之分，一臺計算機既可作為服務器，設定共享資源供網絡中其他計算機所使用，又可以作為工作站，整個網絡一般來說不依賴專用的中心服務器，也沒有專用的工作站。網絡中的每一臺計算機既能充當網絡服務的請求者，又對其他計算機的請求做出響應，提供資源、服務和內容。通常這些資源和服務包括：信息的共享和交換、計算資源（如CPU計算能力共享）、存儲共享（如緩存和磁盤空間的使用）、網絡共享、打印機共享等。

2 P2P網絡的特點分析

P2P網絡與目前網絡中占據主導地位的Client/Server結構（也就是WWW所采用的結構方式）的一個本質區別是，整個網絡結構中不存在中心節點（或中心服務器）。在P2P網絡中，每一個節點（Peer）大都同時具有信息消費、信息提供和信息通信等三方面的功能。從計算模式上來說，P2P打破了傳統的Client/Server（C/S）模式，在網絡中每個節點的地位都是對等的。每個節點既充當服務器，為其他節點提供服務，同時也享用其他節點提供的服務。

P2P網絡的特點體現在以下幾個方面：

（1）非中心化。網絡中的資源和服務分散在所有節點上，信息的傳輸和服務的實現都直接在節點之間進行，可以無須中間環節和服務器的介入，避免了可能出現的瓶頸。

（2）可擴展性。在P2P網絡中，隨著用戶的加入，不僅服務的需求增加了，系統整體的資源和服務能力也在同步地擴充，始終能比較容易地滿足用戶的需要。理論上，其可擴展性幾乎可以認為是無限的。例如在傳統的通過FTP的文件下載方式中，當下載用戶增加之后，下載速度會變得越來越慢，然而P2P網絡正好相反，加入的用戶越多，P2P網絡中提供的資源就越多，下載的速度反而越快。

（3）健壯性。P2P架構天生具有耐攻擊、高容錯的優點。由于服務是分散在各個節點之間進行的，部分節點或網絡遭到破壞對其他部分的影響很小。P2P網絡一般在部分節點失效時能夠自動調整整體拓撲，保持其他節點的連通性。P2P網絡通常都是以自組織的方式建立起來的，并允許節點自由地加入和離開。

（4）高性價比。性能優勢是P2P網絡被廣泛關注的一個重要原因。隨著硬件技術的發展，個人計算機的計算和存儲能力以及網絡帶寬等性能依照摩爾定律高速增長。采用P2P架構可以有效地利用互聯網中散布的大量普通節點，將計算任務或存儲資料分布到所有節點上。利用其中閑置的計算能力或存儲空間，達到高性能計算和海量存儲的目的。目前，P2P網絡的應用多在學術研究方面，一旦技術成熟，能夠在工業領域推廣，則可以為許多企業節省購買大型服務器的成本。

（5）隱私保護。在P2P網絡中，由于信息的傳輸分散在各節點之間進行而無須經過某個集中環節，用戶的隱私信息被竊聽和泄露的可能性大大縮小。目前解決Internet隱私問題主要采用中繼轉發的技術方法，將通信的參與者隱藏在眾多的網絡實體之中。而在P2P中，所有參與者都可以提供中繼轉發的功能，因而大大提高了匿名通信的靈活性和可靠性，能夠為用戶提供更好的隱私保護。

（6）負載均衡。P2P網絡由于每個節點既是服務器又是客戶機，減少了對傳統C/S結構服務器計算能力、存儲能力的要求，同時因為資源分布在多個節點，更好地實現了整個網絡的負載均衡。它將傳統方式下的服務器負擔分配到網絡中的每一節點上，每一節點都將承擔有限的存儲與計算任務，加入網絡中的節點越多，節點貢獻的資源也就越多，其服務質量也就越高。

3 P2P網絡的運行環境分析

由于對等網絡不需要專門的服務器來做網絡支持，也不需要其他的組件來提高網絡的性能，因而組網成本較低，適用于人員少、組網簡單的場景，故常用于網絡較小的中小型企業或家庭中。

3.1 確定網絡的拓撲結構

計算機網絡拓撲結構是指網絡中各個站點相互連接的形式，在局域網中明確一點兒講就是文件服務器、工作站和電纜等的連接形式。計算機網絡的最主要的拓撲結構有總線型拓撲、環形拓撲、樹形拓撲、星形拓撲、混合型拓撲以及網狀拓撲。其中環形拓撲、星形拓撲、總線型拓撲是三個最基本的拓撲結構。

在局域網中，使用最多的是星形結構。P2P網絡主要采用非集中式的拓撲結構，包括中心化拓撲、全分布式非結構化拓撲、全分布式結構化拓撲、半分布式拓撲。

3.2 選擇合適的傳輸介質

網絡傳輸介質是指在網絡中傳輸信息的載體，常用的傳輸介質分為有線傳輸介質和無線傳輸介質兩大類。不同的傳輸介質，其特性也各不相同，它們不同的特性對網絡中數據通信質量和通信速度有較大影響。

有線傳輸介質是指在兩個通信設備之間實現的物理連接部分，它能將信號從一方傳輸到另一方，有線傳輸介質主要有雙絞線、同軸電纜和光纖。雙絞線和同軸電纜傳輸電信號，光纖傳輸光信號。無線傳輸的介質有無線電波、紅外線、微波、衛星和激光。在局域網中，通常只使用無線電波和紅外線作為傳輸介質。

P2P網絡可根據需要靈活選擇合適的傳輸介質。

3.3 根據傳輸介質的類型、網絡的運行速度、網絡的覆蓋范圍等選擇網絡連接設備

網絡連接設備是把網絡中的通信線路連接起來的各種設備的總稱，這些設備包括中繼器、集線器、交換機和路由器等。中繼器不具備檢查和糾正錯誤信號的功能，它只是轉發信號。集線器實際上是一個擁有多個網絡接口的中繼器，不具備信號的定向傳送能力。在局域網中可以用交換機來代替集線器，其數據交換速度比集線器快得多。路由器是一種連接多個網絡或網段的網絡設備，它能將不同網絡或網段之間的數據信息進行“翻譯”，以使它們能夠相互“讀”懂對方的數據，實現不同網絡或網段間的互聯互通，從而構成一個更大的網絡。

3.4 硬件連接

硬件（英文名Hardware）是計算機硬件的簡稱（中國大陸及香港地區用語，臺灣地區稱硬體），是指計算機系統中由電子、機械和光電元件等組成的各種物理裝置的總稱。這些物理裝置按系統結構的要求構成一個有機整體，為計算機軟件運行提供物質基礎。

從外觀上來看，微機由主機箱和外部設備組成。主機箱內主要包括CPU、內存、主板、硬盤驅動器、光盤驅動器、各種擴展卡、連接線、電源等，外部設備包括鼠標、鍵盤等。

3.5 網絡軟件的安裝、配置

軟件（英文名Software，中國大陸及香港地區用語，臺灣地區稱軟體）是一系列按照特定順序組織的計算機數據和指令的集合。一般來講軟件被劃分為系統軟件、應用軟件和介于這兩者之間的中間軟件。

P2P網絡應用軟件有：文件內容共享和下載軟件Napster、Gnutella、eDonkey、eMule、Maze、BT 等，計算能力和存儲共享軟件SETI＠home、Avaki、Popular Power、Netbatch、Farsite 等，協同處理與服務共享平臺軟件JXTA、Magi、Groove等，即時通信工具軟件ICQ、QQ、Yahoo Messenger、MSN Messenger等，通信與信息共享軟件Skype、Crowds、Onion Routing等，網絡電視和網絡游戲軟件沸點、PPStream、PPLive、QQLive、SopCast等。

3.6 設置資源共享

資源共享有：數據和應用程序的共享，包括打印、郵件、網絡聊天、實時消息、數據庫共享等，網絡存儲中的文件共享，包括資源備份、人脈關系、設備共享等。

主要參考文獻

［1］江東陽.P2P網絡借貸平臺的雙邊市場特征研究［J］.時代金融，2014（26）：186-187.

［2］王亮平.P2P網絡借貸環境下我國小微企業融資需求分析［J］.商場現代化，2015（z1）：235-236.