计算机网络P2P技术的应用及优化

程亮

（东北石油大学，黑龙江 大庆 163318）

计算机网络P2P技术的应用及优化

程亮

（东北石油大学，黑龙江 大庆 163318）

计算机网络的发展速度十分迅猛，不断更新的网络技术也给人类提供了更加便捷的网络体验.计算机网络P2P技术打破了传统网络"客户端/服务器"运行模式，用更加便捷的方式优化了网络资源的存放，让过于集中的资源得以更加高效的共享，为数据等点传递提供了可能.本文将针对计算机网络技术的发展和P2P技术的应用展开讨论，尝试分析P2P技术的优化策略.

计算机网络；P2P技术；应用；优化

事实上，P2P网络技术早在上个世纪就已经流行起来，主要应用在局域网范围内的文件共享.但是因为早期计算机设备的限制和局域网的地域局限性，P2P网络共享技术很难普及到所有连接到互联网的计算机，并没有为所有的网络用户提供共享服务，传统所运用的还是以服务器为中心的C/S（Client/Server）模式，也就是客户端/服务器传输模式.随着互联网的普及和计算机的广泛应用，人们对于网络的应用也越来越深入，随着信息时代的到来，对于更加广泛的信息获取也提出了更高的要求.世界范围内大量的网络用户希望能够参与到整个互联网信息共享的交互网络中，以便更快更准确的获得所需要的信息，计算机设备性能的提升和网络共享程度的加深为这种网络模式提供了可能.初进入21世纪的网络世界，用于共享MP3音乐资源的美国网站Napster将P2P技术带入普通用户的生活，收到了世界范围的广泛关注.

1 P2 P的基本概念和特点

1.1 P2P的基本概念

P2P的定义是通过网络进行设备间的直接交换完成资源的共享，也成为网络对等点分享技术.根据网络联盟的进一步完善提出了更加科学的定义：P2P是一种系统，由若干接入计算机网络的对等用户计算机协同，系统不依存于中央集中式服务器设备，每个对等点计算机直接参与与其他对等点计算机的交互活动，而不是通过服务器，系统中的每个对等点计算机即是传统模式中的“客户端”，也充当一定“服务器”的功能，每个对等点计算机要意识到整个虚拟联系的存在.

P2P系统是一种用于互联网中不直接连接的多台对等点之间，不经过中间设备和服务交换设备，实现数据交换的系统.该系统最大的特点就是允许参与到数据交换的对等点计算机直接访问其他对等点计算机，在Internet中实现突破地域的计算机连接.在这样的直接访问环境中，可共享资源被分散在用户计算机中，需要时通过网络允许其他用户的存取.而传统的C/S模式中，可共享资源一般存放在中央服务器中，每个用户通过连接到服务器实现数据的存取.P2P系统为用户免除连接服务器的麻烦，直接连接资源目标计算机实现文件交换，这让Internet用户有了更加便捷的沟通体验.传统的客户端/服务器（Client/Server）模式和浏览器/服务器（Browser/Server）模式中，运行重点在于资源中继节点，信息通过该节点进行分发和整合，P2P技术还有一个明显的特点就是不需要中继节点的支持也可以完成信息交换和整合，每个对等点计算机都是信息的提供者，同时也是信息的获取者，网络用户的多态性也决定了通讯速度的提高. 1.2 P2P的基本特点

分散性.P2P主要是通过对等点计算机之间的相互通讯实现资源共享，每个对等点计算机上都存有可能被需要的信息和资源，这就是典型的P2P资源分散化.传统的资源存放普遍具有集中性，中央服务器变成必要的中继节点，不经复杂化了整个信息交流程序，也一定程度上降低了信息的共享度.所以P2P技术信息分散的特点，简化了信息共享的流程，丰富了网络环境下的可共享资源，具有更好的使用意义.

扩展性.传统的数据共享模式，无论是C/S模式还是B/S模式，中继点服务器很大程度上限制了对于共享资源连接用户的数量，服务器的负载能力有限更是限制了用户获取资源时的效率，再严重的化导致服务器崩溃，信息共享彻底被中断.为了满足更多网络用户对于资源共享的要求，服务器设备的优化，也提高了用户获取资源的成本，所以群体性共享技术就展现了其优点.P2P网络中，服务器更多的是完成资源信息的同步调取，协调整个网络信息流，这样的服务器和信息交换模式，满足了广大网络用户对于资源共享的需求，对于服务器依赖程度的降低，也为服务器功能的增加提供了可能.广义的P2P网络可以说是没有接入限制，这也就是信息共享的无限扩展性.

强壮性.在网络资源共享的过程中，网络拥堵、节点连接失败、服务器中断服务等问题的出现，造成了共享环节的间断，面对目前网络使用量剧增的情况显然是不理想的.传统的网络共享模式中，中央服务器是整个共享网络的核心，也是干扰和问题最容易出现的环节，而作为中继节点的服务器一旦出现问题，对于每个连接服务器的用户都将产生或多或少的影响.P2P系统因为其资源分散，对于中央服务器的依赖绩效，整个P2P共享网络是多点对多点的模式，所以一个节点出现了问题，影响范围小，受影响的节点还可以通过其他健康节点得到弥补.在整个P2P网络中如果一个对等点计算机offline，连接到该用户的其他用户仍然可以通过其他节点完成资源的后续存取.实际上P2P系统中更多的使用节点自动连接，节点的参与度对整个系统的影响降到了最低，这就是P2P网络的强壮性.

2 P2 P技术的网络应用

2.1 文件共享

P2P技术使用最主要的就是满足网络用户能够在任意对等计算机节点上获取多媒体信息，文件能够直接在已连接的计算机之间传递，而不需要中继服务器的交互，大大缩短了信息共享的时间.Internet为用户提供的下载服务引发了P2P技术的普遍使用，在传统的WEB共享模式中，服务器的参与成为网络共享的一大限制，对于文件的共享主要是通过资源提供用户将资源上传到制定的服务器，需求用户在通过连接到服务器获取该资源，网络共享模式，让可共享资源得到更大的扩展，用户对于资源的获取途径也更多，当然，多资源的共同传输机制也大大提升了用户获取资源的速度.

2.2 分布式计算

分布式计算是在“云技术”基础上的一种全新的网络技术应用.21世纪初期，一项名为seti@home的项目实现了通过位于世界各地两百万台电脑组成的“云计算”阵列，共同运算与分析天文方面的数据.两年内，该计算机阵列运算量已超过单台电脑运算量的1.5万倍，而且不少数据挖掘项目也开始重视起分布式计算.分布式计算主要是通过连接在Internet的多台计算机，分块运算某一问题，将结果汇总更快的得到运算结果.

2.3 远程协助

P2P网络技术允许连接到Internet的两台计算机之间直接进行信息交换，这也就为远程协助提供了可能.传统的连接模式中，都需要借助中间服务器为两台计算机提供信息中转，如果通过该模式实现远程控制，那么操作效率将会相当的低下.P2P技术将两台计算机进行直接连接，提供一个高速的，安全的操作环境，交互速度完全能够满足同步操作或同步遥控.最大的应用在于企业内部的联合工作，在工作网络内，“合作伙伴”模式的多台电脑可以实现同步或异步的工作操作，为大型工作提供了协同环境.

3 P2 P网络优化分析

3.1 物理与逻辑划分优化

P2P系统的正常运作，建立在随机的节点连接过程智商，随机的连接很好的满足了P2P网络共享的要求，有效简化整个网络拓扑，具有更好的应用性，与此同时，随机连接也造成了网络物理与逻辑拓扑的不匹配.

P2P网络中对等点计算机的连接被抽象成邻居关系，而这个邻居关系又因为物理关系和逻辑关系分为物理邻居和逻辑邻居.逻辑邻居在物理层面上相隔较远，也就是在地域上有较长的网络延迟；物理邻居相对的就是指物理层面上相隔较近的，在网络拓扑上延迟较小的两个节点.在数据共享过程中，数据同步协调工作也能根据不同的邻居关系实现不同的同步算法，从而优化整个网络数据传输效率.

3.2 物理关系与探路者算法

物理邻居在P2P应用中有更加高效的使用体验，建立起物理邻居关系显得更为重要，首先要让用户参与到共享网络中时获取足够多的节点信息，再通过节点优化选择建立更加稳固的共享连接，从而来提升共享效率.探路者算法主要是通过从参与阶段出发，用数据包的方式让其他节点进行转发，每个节点对于数据包的转发都会记录在该数据包中，那么只要网络中每个节点周期发送数据包，经过一段时间便能够统计出相关节点的主要信息.数据包遍历整个节点网络之后，优选出最适合作为邻居的节点进行连接，这样保证多数节点处于稳定连接的状态，优化用户的整体使用. 3.3退避机制

网络匹配让有邻居关系的节点产生连接，但同一个节点如果同时处于多个连接的提供者，就很容易产生信息调度失去同步性，因而需要在逻辑关系中设立一种优先作用的协议，让信息从单节点向多节点传输时能够优先使用拷贝进入临近的邻居节点.通报/退避机制在短时内能够实现节点间信息冲突的协商，在数据传输发生拥塞时能够很好的协调.

通报/退避机制，某节点在想邻居请求数据交换式，会让具有优先性的邻居处于等待状态，因为数据传输的延迟，该机制很好的确保不会产生获取冲突，然后再进行节点间的数据交换.

4 结语

P2P系统的使用为Internet用户提供了更加高效的信息交换体验，也为“云技术”提供了计算机阵列的高速连接. P2P具有良好的发展前景，其应用和优化应当得到网络建设者的重视，争取建立一个和谐高效的网络环境.

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1673-260X（2014）09-0022-02