硅谷杂志：基于网络编码的P2P内容分发性能分析 |
| 2012-11-18 19:17 作者：王 磊 来源：未知 HV： 编辑： 【搜索试试】
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【硅谷网11月18日文】据《硅谷》杂志2012年第17期刊文称，P2P网络是一种全新的第三代网络拓扑结构，是一种分散式的网络架构，采用的是点对点的方式，这种网络结构在文件共享，对等计算，搜索引擎等方面都拥有很多的优点，本系统是在P2P网络的基础上，应用JXTA架构来完成的一个平台，JXTA结构是一种混合P2P搜索模式的网络协议，平台优势在与对于内容分发性能和下载软件的设计操作简单，系统稳定，所以在软件的设计中，经常会运用该类型的架构和性能分析。
1基于网络编码的P2P发展概述
近年来，随着Napster、KaZaa、BT、eMule这样的基于P2P技术的文件共享软件在Internet上迅速传播，P2P技术在国际国内都引发了研究的新热潮。P2P工作组（P2PWG）、全球网格论坛（GlobalGridForum，GGF）是国外兴起的研究P2P技术的机构，它们主要致力于P2P计算基础设施和标准化的完善。P2PWG主要的贡献是统一了P2P计算的术语，但在标准化工作上进展缓慢。其后，P2PWG与GGF合并，又新组织负责P2P技术相关工作，GGF主要负责P2P技术的标准化工作。
随着P2P技术的发展，国外公司对P2P技术的投入比较也开始加大，如Microsoft公司、Sun公司和Intel公司。微软公司发布了基于Pastry的软件包。在2000年8月，英特尔公司开始研究P2P技术，于2002年推出了基于.NET架构之上的AcceleratorKit软件包。2002年月，IBM公司进军网格计算，并与Globus合作，着手制定网格计算的各种标准。Sun公司依托Java技术，开展了JXTA项目。
在国外，P2P技术一般应用在两个方面：运算群组和数据传输。在国内，由于各科研机构缺少核心CPU的研发能力，所以很难对运算群组进行研究。数据传输有很广的应用领域，从技术角度也比群组运算低得多，大家普遍见到的是文件传输和资源共享。可以分为以下三类：Gnutella，KazaA，Groove。
1.1Gnutella
Gnutella是一个开放的系统，它是由一个非功利的机构开发的。Gnutella不必使用中央服务器，利用自身的协议，使用完全分布式的模式。由于Gnutella系统是完全开放的系统，所有它没有任何商业价值，只能为人们提供资源共享。国内的Openext就是根据Gnutella开发的。
1.2KazaA
KazaA是混合P2P模式的典型代表。它兼有Napster和Gnutella的共同优点，使得它成为当今流行的P2P软件之一。在结构上，它与Gnutella类似，采用全分布式结构。在系统上，它与Napster类似，采用中央服务器进行管理，但是传输数据不通过服务器。目前，国内的PP点点通和Realink都采用了类似于KazaA的模式。
1.3Groove
Groove利用雄厚的技术实力，外加微软的资金支持，它在商业化程度是发展的最好的。Groove的目的很明确，主要是针对企业和商务应用。所以，Groove的功能比较少，只构建了一个P2P平台，很多功能都是外包给第三方开发的。
2基于网络编码的P2P内容分发性能分析
P2P是英文Peep-to-Peer的简称，Peer在英文里有“对等着”的意思。因此，从字面上理解，P2P可以理解为对等互联网的意思。在国内，大部分媒体都把P2P称为“点到点”或者“端到端”，但用专业计算机术语，它称为对等计算。P2P是一种网络模型，在这个模型中所有的节点都是对等的，各个节点在网络中既是资源的提供者，又是资源的获取者，同时各节点具有相同的职责和能力去协同完成任务。对等点之间只需通过互连就可以实现共享信息资源、CPU资源和存储器资源，而不需要通过服务器的中间过渡环节。随着像Napster的各种P2P软件的流行，P2P技术受到了广泛的关注。
系统对等体管理模块主要负责管理对等体的一些行为，包括对等体的启动、对等体身份的转换、对等体的离线和一些其他的行为。
1）对等体的启动
用户开启软件时，对等体登入JXTA网络，并且找到一个SuperPeer进行连接，连接上后开始上传用户共享资源的索引。对等体和SuperPeer创建了虚拟的通信管道，所有的共享资源索引都是通过它进行传输的。
具体描述如下：
用户开启软件，软件启动JXTA平台，互用对等体加入网络对等组NetPeerGroup，然后初始化对等组，将对等组的类型设置为未知类型。然后寻找用户对等组PPMusicPeerGroup，找到响应组则加入进去，未找到则直接创建新用户对等组，通过使用makeGrouplD0方法和预定义的字符串，来生成定义对等组lD的URL，这样就保证了每个用户对等体所生成的对等组ID都相同。拥有用户对等组后就开启一个线程，创建输入管道inputPipe_PPMusic。以未知类型在网络中寻找MainSuperPeer。如果找到至少一个MainSuperPeer，就执行下一步，看是否有ViaSuperPeer，有则上传本地资源列表给MainSuperPeer，没则转化自身为MainSuperPeer；如果没找到，就将自身转化为MainSuperPeer，同时开启一个新的线程，创建输入inputPipe_PPMusic，更新本地资源，然后启动结束。
2）对等体身份的转换
在P2P网络中，对等体的加入和退出是很平常的事，但在混合P2P网络中，SuperPeer的退出会对虚拟子网造成一定影响，所以需要转换对等体的身份，来消除这种影响，使系统正常运行。
对等体之间有三种身份可以切换NormalPeer、MainSuperPeer、ViaSuperPeer，身份的切换过程有如下几种情况。
1）NormalPeer转换成MainSuperPeer。2）NormalPeer将自己转换为ViaSuperPeer。首先由于定点数学计算量要求非常高和扩展的数学指令集只能在32位上运行所以代码编译也需要32位环境下进行编译同时需要使用到USB存储器RAM和及其堆栈分配。USBRAM一般情况下不运行在LPC214X环境下，但RowleyCrossStudioIDE已经提供的此硬件设备的初始化。Philips_LPC2148_startup.s创建并放置在MP3播放器项目目录，以支持USBRAM设备，但是，但我们还需要在代码中加入堆栈分配代码到USBDMARAM的内存部分。通过“项目选项”选择“编译器选项”。
然后创建一个子Peer列表sonPeerList，将Peer的adv_MainSuperPeer设置为正确值，再从子Peer中提升一个NormalPeer为ViaSuperPeer。
对等体的离线主要分为两种情况：主动离线和被动离线
1）NormalPeer离线
①主动离线
NormalPeer主动离线的流程图具体描述如下：
NormalPeer调用方法createOutputPipe（adv_MainSuperPeer）连接MainSuperPeer。如果连接成功，就给父MainSuperPeer发送离线消息；如果不成功，就连接ViaSuperPeer，然后给ViaSuperPeer发送离线消息，并告之MainSuperPeer已经离线。MainSuperPeer在收到NormalPeer后，将NormalPeer的资料从本地资源索引列表中删除，然后连接ViaSuperPeer。连接成功就复制资源索引列表给ViaSuperPeer，不成功的话就提升一个NormalPeer作为ViaSuperPeer。当ViaSuperPeer收到NormalPeer的离线消息，并得知MainSuperPeer已经离线时，将NormalPeer的资料从本地资源索引列表删除，ViaSuperPeer将自己转换成MainSuperPeer，同时提升一个NormalPeer作为ViaSuperPeer，最后更新本地资源索引列表。
②被动离线
NormalPeer离线不会对整个网络结构产生任何影响，所以可以不予理会。
2）MainSuperPeer离线
①主动离线
②被动离线
按照“ViaSuperPeer将自己转换为MainSuperPeer”的规则操作。
3结论
P2P让网络的资源从“中心”走到了“边缘”，也就是说这些资源不将存在于服务器上，而存在于各个PC机上。P2P让PC机的功能更丰富起来，既是服务器又是客户端。混合P2P则会依靠一些中心服务器来执行一些功能。P2P拓扑结构是指分布式系统中各计算机之间的物理连接关系，网络的拓扑类型是由节点间的拓扑结构来决定的。
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