计算机网络笔记（3） 网络应用P2P架构

P2P架构（Peer-to-peer)

• 互相共享
• 没有服务器
• 任意端系统之间直接通信
• 节点阶段性接入Internet
• 节点可能更换IP地址

文件分发

典型应用：BitTorrent：上传速率高，则能够找到更好的交易伙伴，从而更快地获取文件

BitTorrent

细节：

• 文件被划分为256KB的chunk
• 节点加入torrent
  • 没有chunk，但是ui逐渐积累
  • 向tracker注册以获取节点清单，与某些节点(“邻居”)建立连接
• 下载的同时，节点需要向其他节点上传chunk
• 节点可能加入或离开
• 一旦节点获得完成的文件，他可能(自私的)离开或（无私的)留下

获取chunk:

• 给定任意时刻，不同的节点持有文件的不同chunk集合
• 节点（Alice)定期查询每个邻居所持有的chunk列表
• 节点发送请求，请求获取缺失的chunk
  • 稀缺优先

发送chunk：tit-for-tat

• 比如：Alice向4个邻居发送chunk：正在向其发送chunk，速率最快的4个
  • 每10秒从新评估top4
• 每30秒随机选择一个其他节点，向其发送chunk
  • 新选择节点可能加入top4
  • “optimistically unchoke”

索引技术

P2P系统的索引:信息到节点位置(IP地址+端口号)的映射

类似一本书上面的目录部分

• eg:文件共享
  • 利用索引动态跟踪节点所共享的文件的位置
  • 节点需要告诉索引他拥有哪些文件
  • 节点搜索索引，从而获知能够得到哪些文件

集中式索引

内容和文件传输是分布式的，但是内容定位是高度集中式的

可能存在的问题：

• 单点失效问题
• 性能瓶颈
• 版权问题

洪范式查询（Query flooding）

• 完全分布式架构
• Gnutella采用这种架构
• 每个节点对他共享的文件进行索引，且只对他共享的文件进行索引

• 查询消息通过已有的TCP连接发生
• 节点转发查询
• 如果查询命中，则利用反向路径发回查询节点

覆盖网络(overlay network)：Graph

• 节点X与Y之间如果有TCP连接，那么构成一个边
• 所有的活动节点和边构成覆盖网络
  • 边：虚拟链路
  • 节点一般邻居少于10个

层次式覆盖网络

介于集中式索引和洪范查询之间的方法

• 每个节点要么是一个超级节点要么被分配给一个超级节点
  • 节点和超级节点间维持TCP连接
  • 某些超级节点对之间维持TCP连接
• 超级节点负责跟踪子节点的内容