新大学日语标准教程(基础篇2)课文译文

1、石河子大学信息科学与技术学院<计算机网络>课程设计报告模版20122013学年第二学期题目名称：基于Windows平台实现新型P2P应用的技术综述报告 专 业：信息管理与信息系统 班 级：信息管理与信息系统10级 2 班 学 号：2010508221 2010508242 学生姓名：李姣 2010508221 黄蓉 2010508242 指导教师： 李伟 完成日期：二一二 年 一 月 三 日课程设计任务分工表 任务成员任务安排搜集资料整理资料编写文档检查文档姓名：李姣学号：李姣李姣李姣 李姣李姣姓名：黄蓉学号：黄蓉 黄蓉黄蓉 目 录一、问题背景概述1二、P2P的发展2.1 第一代P

2、2P网络采用中央控制网络体系结构2.2 第二代P2P采用分散分布网络体系结构2.3第三代P2P采用混合网络体系结构 。2.4 第四代P2P目前正在发展中，主要发展的技术有动态端口选择和双向下载。三、P2P的特点分析 -技术优势四、P2P的几大应用4.1 P2P之文件共享4.2 P2P之即时通讯4.3 P2P之流媒体4.4 P2P之网络电话五、结束语六、基于windows网络对等连接的实验6.1协议规范概述6.2实验步骤要求6.3实验环境及器材6.4实验原理6.5.实验步骤附录A参考文献4石河子大学 信息科学与技术学院 计算机网络课程 课程设计成果报告一、问题背景概述目前许多应用程序的典型计算模

3、型为客户端/服务器模型。通常，服务器拥有庞大的资源，可响应客户端对资源和数据的请求。客户端向服务器上的资源或数据发出请求。现代的 PC 具有速度极快的处理器、海量内存以及超大的硬盘，而在执行常规计算任务（比如：浏览电子邮件和Web）时，无法完全发挥这些设备的潜力。P2P 可运用于Internet 边缘的相对强大的计算机（个人计算机），执行较基于客户端的计算任务更高级的任务。与客户端/服务器网络相比，P2P 具有下列优势：可在网络的中央及边缘区域共享内容和资源。由对等方组成的网络更易于扩展，而且比单台服务器更加可靠。单台服务器会受制于单点故障，或者会在网络使用率偏高时，成为瓶颈。此外由对等方组成

4、的网络可共享处理器，整合计算资源以执行分布式计算任务，而不只是单纯依赖一台计算机。用户可直接访问对等计算机上的共享资源。网络中的对等方可直接在本地存储器上共享文件，而不必在中央服务器上进行共享。虽然P2P 有以上优点，但由于其分布式的特点，导致软件开发难度较大，本文将综合利用Windows 对等网络在Window 对等网络上快速便捷地开发P2P 应用。二、P2P的发展2.1 第一代P2P网络采用中央控制网络体系结构早期的Napster就采用这种结构。它采用快速搜索算法，排队响应时间短，使用简单的协议能够提供高性能和弹性，缺点是容易中断服务。如下图所示：2.2 第二代P2P采用分散分布网络体系结

5、构 不再使用中央服务器，消除了中央服务器带来的问题。没有中央控制点，不会因为一点故障导致全部瘫痪，是真正的分布式网络。由于每次搜索都要在全网进行，造成大量网络流量，致使其搜索速度慢、排队响应时间长。用户PC的性能及其与网络连接的方式决定网络弹性和性能。这种模式具有自组织（ad-hoc）行为，降低了拥有者的成本，提供可扩展性。特别适合在自组织（ad-hoc）网上的应用，如即时通信等。如下图所示：2.3 第三代P2P采用混合网络体系结构 。这种模式综合第一代第二代的优点，用分布的超级节点取代中央检索服务器。采用分层次的快速搜索改进了搜索性能，缩短了排队响应时间，每次排队产生的流量低于第二代分布网络

6、。超级智能节点的布设提供高性能和弹性。没有中央控制点，不会因为一点故障导致全部瘫痪。内容被分布存储在分布的存储器和客户终端中。通过快速检索系统可以快速发现内容分布存储的位置。目前常用的P2P软件有BT、edonky和Gnutella等，这些软件采用“快速追踪”技术构成P2P网络，有着许多传统客户机服务器网络所没有的优点。技术上不但可以大大的减少文件搜寻的时间，更重要的是可以不用昂贵的中央控制硬件设备（服务器等）。这种P2P网络使用终端本身电脑的处理能力，网络处理能力随着终端使用者人数增长而增加。如下图所示;2.4 第四代P2P目前正在发展中，主要发展的技术有动态端口选择和双向下载。动态端口选择

7、：目前P2P使用固定的端口，但是一些公司已经开始引入协议可以动态选择传输端口，端口的数目一般在1 0244 000之间。有的协议甚至让P2P流可以用原来用于HTTP（SMTP）的端口80（25）来传输以便隐藏。这将使识别跨运营商网络的P2P流、掌握其流量变得更困难。双向下载：eD和BT等公司进一步发展引入双向流下载。可以多路并行下载和上载一个文件或多路并行下载一个文件的一部分，而目前传统的体系结构要求目标在完全下载后才能开始上载。这将大大加快文件分发速度。以上演化的四代P2P系统都属于“无组织的P2P重叠网”，在因特网中得到快速发展，目前宽带用户流量中一半以上是这种P2P流。三、P2P的特点分

8、析 3.1 技术优势非中心化 P2P中，资源与服务分散在所有Peer点上，其传输及处理也都在Peer完成，无须中间环节及中心服务的介入。可扩展性 P2P理论上是扩展无限的。举BT下载通俗说：参与者越多，下载速度越快。 健壮性服务分散在各Peer，相对C/S架构来说，P2P能自动调整整体拓扑，保证连通性；天生耐攻击，高容错。高性价比 PC的计算、储存及网络通信能力摩尔定律增长；P2P技术可以充分利用PC的资源；相对C/S架构来说，大大节省服务器成本。 隐私保护 P2P中，个人信息分散,而无需某个集中存储；大大减少了信息被窃取及泄露概率。 负载均衡 P2P中，每个Peer既是Serv又是Clien

9、t，相对C/S结构对Server的高度依赖来说，P2P是分布式服务，可实现整网负载均衡 3.2 需面临问题及解决之道 版权问题 国外Napster、Gnutella，国内Verycd、迅雷都遇到这样的问题. 解决之道： 视频播放应用领域的广告收入买版权的方案.吞噬网络带宽 早期Bt应用软件遭到ISP的封堵.解决之道： P4P标准 管理困难 相对于C/S , P2P： 传输内容不易控制，垃圾信息，黄色信息 另外，Peer用户用户认证困难 解决之道：管理的P2P应用，如Skype.协同软件 技术标准的定制 P2P技术各向发展，开发资源统一合力，标准迟迟未能确定 解决之道： Intel的P2P网络分

10、层协议， Sun的jxta 谁是技术盟主，期待统一认可的标准.四、P2P的几大应用4.1 P2P之文件共享我们经常能听到“BT下载”。所谓BT，即Bit Torrent，是一种新颖的下载方式，从本质上说属于P2P软件的文件共享类别。通常情况下，文件下载的工作原理是把文件由服务器端传送到客户端，例如FTP，HTTP等等。正因如此，P2P下载方式出现之后，很快就成为了下载迷们的最爱。许多用户利用P2P软件来交流最新的电影大片或软件。P2P下载软件可在下载的同时，也为其他用户提供上传，所以不会随着用户数的增加而降低下载速度，使用非常方便。其特点简单的说就是：下载的人越多，速度越快。目前主流的P2P文

11、件共享软件Bit Torrent、Bit Comet、迅雷、POCO、电驴eMule、PP点点通、酷狗kugoo、比特精灵、天网Maze、百度下吧等，成为用户下载电影、电视剧、软件、资料等首选工具，用户群非常庞大。 迅雷是一款新型的基于多资源多线程技术的下载软件，迅雷拥有比目前用户常用的下载软件快710倍的下载速度。迅雷的技术主要分成两个部分，一部分是对现有Internet下载资源的搜索和整合，将现有Internet上的下载资源进行校验，将相同校验值的统一资源定位(URL)信息进行聚合。当用户点击某个下载连接时，迅雷服务器按照一定的策略返回该URL信息所在聚合的子集，并将该用户的信息返回给迅雷

12、服务器。另一部分是迅雷客户端通过多资源多线程下载所需要的文件，提高下载速率。迅雷高速稳定下载的根本原因在于同时整合多个稳定服务器的资源实现多资源多线程的数据传输。多资源多线程技术使得迅雷在不降低用户体验的前提下，对服务器资源进行均衡，有效降低了服务器负载。每个用户在网上下载的文件都会在迅雷的服务器中进行数据记录，如有其他用户再下载同样的文件，迅雷的服务器会在它的数据库中搜索曾经下载过这些文件的用户，服务器再连接这些用户，通过用户已下载文件中的记录进行判断，如用户下载文件中仍存在此文件(文件如改名或改变保存位置则无效)，用户将在不知不觉中扮演下载中间服务角色，上传文件。4.2 P2P之即时通讯即

13、时通讯(Instant Messenger，简称IM)软件可以说是目前上网用户使用率最高的软件，无论是老牌的ICO，还是国内用户量第一的腾讯QQ，以及微软的MSN Messenger都是大众关注的焦点，它们能让你迅速地在网上找到你的朋友或工作伙伴，可以实时交谈和互传信息。而且，现在不少IM软件还集成了数据交换、语音聊天、网络会议、电子邮件等功能。IM即时通讯软件基于P2P技术，因此它的覆盖范围广，信息传播速度快。目前主流的即时通讯软件有国际的ICQ、MSN Messenger、Yahoo Messenger、Skype和国内的QQ、新浪Uc等。4.3 P2P之流媒体所谓流媒体是指用户通过网络或

14、者特定数字信道边下载边播放多媒体数据的一种工作方式。流媒体应用的一个最大的好处是用户不需要花费很长时间将多媒体数据全部下载到本地后才能播放，而仅需将起始几秒的数据先下载到本地的缓冲区中就可以开始播放，后面收到的数据会源源不断输入到该缓冲区，从而维持播放的连续性。目前市面上主要的流媒体系统有微软公司的Windows Media、Real公司的Real System等。但是随着网络技术的发展，基于P2P的流媒体技术已经开始出现，对网络状况和音视频质量带来很大改进。采用基于P2P的流媒体技术，用户可以根据他们的网络状态和设备能力与一个或几个用户建立连接来分享数据，这种连接能减少服务器的负担和提高每个

15、用户的视频质量。P2P技术在流媒体应用中特别适用于一些热门事件，即使是大量的用户同时访问流媒体服务器，也不会造成服务器因负载过大而瘫痪。目前主流的P2P流媒体软件有PPLive、PPStream、UUSee和OOLive等软件。用户可以利用软件享受到体育比赛和重大活动直播、影视节目轮播、点播、聊天室广播、网络电台等业务。目前常见的P2P流媒体的应用主要有：    (1)视频点播(VOD)：这是最常见、最流行的流媒体应用类型。    (2)视频广播：视频广播可以看作是视频点播的扩展，它把节目源组织成频道，以广播的方式提供。 &

16、#160;  (3)交互式网络电视(IPTV)：IPTV利用流媒体技术通过宽带网络传输数字电视信号给用户，这种应用有效地将电视、电信和计算机3个领域结合在一起，具有很好的发展前景。 (4)远程教学：远程教学目前应用也比较广泛，而且具有很好的市场应用前景。远程教学可以看作是前面多种应用类型的综合，在远程教学中，可以采用多种模式，甚至混合的方式实现。远程教学以应用对象明确、内容丰富实用、运营模式成熟，成为目前商业上较为成功的流媒体应用.(5)交互游戏：需要通过流媒体的方式传递游戏场景的交互游戏近年来得到了迅速的发展。大型网络在线游戏和网络对战游戏是不少“网虫”的至爱。但由于服务器能力有限

17、，大型网络在线游戏往往需要限制场景人数或者不断增加服务器，而网络对战游戏也必须局限在局域网内进行或者依赖独立的服务器端程序及机器实现Internet上的电子竞技。目前，已有研究人员将P2P技术引入网络游戏和网络游戏支撑平台中。 目前较为成功的P2P游戏平台是华中科技大学集群与网格计算湖北省重点实验室推出的PKTown13系统。PKTown系统是一个支持多种网络对战游戏的P2P平台。P2P网络对战游戏平台的难点在于将严格延时约束的节点聚集在一起，这由对战游戏本身要求所决定：延时是影响对战游戏用户体验的关键因素。在众多在线用户中，如何将新加入用户调度到周围都是延时邻近的环境中去呢？PKTown也是

18、采取GridCast中出现过的指数增长的同心圆环方式，很好地解决了这个问题。 PKTown不需要改变游戏本身的代码，而是将用户和Internet邻居组建成一个虚拟局域网，将游戏发出的通信包截获后负载上虚拟局域网的地址，转发出去，游戏进程接收到之后认为是来自同一局域网的游戏包，则可以正常进行游戏。目前PKTown支持魔兽争霸、星际争霸和反恐精英几款游戏，已经在高校范围内进行公测，并成功举办华中科技大学第三届Race War游戏大赛，用户反应良好。    其他流媒体系统的一些新的应用和服务，例如虚拟现实漫游、无线流媒体、个人数字助理(PDA)等也在迅速地变革和发展。4

19、.4 P2P之网络电话VolP又称IP电话，是Voice over IP的缩写，这种技术通过对语音信号进行编码数字化、压缩处理成压缩帧，然后转换为IP数据包在IP网络上进行传输，从而达到了在IP网络上进行语音通信的目的。VoIP的实现优势在于获得更低成本的传统语音与传真服务。同时用户还将受益于基于VoIP的具有突破性的新型服务，如呼叫中心、统一消息处理等。目前，越来越多的企业开始采纳VoIP技术，并从中获益。Google、AOL、Yahoo、MSN、Skype等厂商的即时通讯软件也都具备VoIP功能，已成为广受网络使用者欢迎、用以取代市话的通讯软件。以最知名的Skype为例，全球已有15亿名注

20、册用户。Skype是由KaZak的开发者开发的一款P2P软件，它提供“计算机一计算机”间的免费呼叫服务、语音邮件、即时消息、快速呼叫、电话会议等功能，同时它还提供了一个称为Skype-out的付费呼叫服务，这种服务是通过Skype软件连接到传统固定电话或移动电话进行通话的。最引人注意的是Skype采用“端对端”加密，极具保密性。其加密算法与美国政府用来保护机密数据安全的算法相同，保证Skype在信息(语音、即时消息、文件)发送之前进行加密，在接收到的时候进行解密，不会在中途被窃听。4.5 分布式科学计算 我们知道，许多计算机的CPU资源并不是时刻保持峰值运转的，甚至很多时候计算机处于“空闲”状

21、态，比如使用者暂时离开等情况。而P2P技术可以使得众多终端的CPU资源联合起来，服务于一个共同的计算。这种计算一般是计算量巨大、数据极多、耗时很长的科学计算。在每次计算过程中，任务(包括逻辑与数据等)被划分成多个片，被分配到参与科学计算的P2P节点机器上。在不影响原有计算机使用的前提下，人们利用分散的CPU资源完成计算任务，并将结果返回给一个或多个服务器，将众多结果进行整合，以得到最终结果。 世界最著名的P2P分布式科学计算系统非“SETIhome”项目莫属。SETIhome项目(简称为SH或SETI)，由美国加利福尼亚大学伯克利分校在1999年发起，是至今最成功的分布式计算项目。SETIho

22、me通过分析从射电望远镜传来的数据来搜寻地外文明，这在不少科幻迷甚至是很多普通大众眼里都是一个“很酷”的应用。SETI的早期版本截至2005年已经吸引了543万用户，分析了大量积压数据。正如宇宙的浩瀚一般，需要计算的数据(即存在宇宙空间的无数无线电信号)也是海量的。可以说，这几百万台终端组成了一个目前最快的高性能计算机都望尘莫及的“超级计算机”。五、结束语自P2P技术从1999年出现之后，现在已经发展繁荣起来。前文中提到的很多技术都已经趋近成熟，如拓扑构建和内容分发等相关技术。由于P2P架构灵活，适用面广阔，所以将P2P应用到新领域的现象层出不穷，P2P的软件产品也如雨后春笋一般爆炸性增长。

23、通过本文的描述可以看出，P2P蹬基本原理是容易实现的，人们的研究方向也由基础架构的构建和维护及优化算法等桎梏中摆脱出来，开始深入到P2P技术的根本性问题中去。最新的研究成果表明，不少研究人员已经开始将重心转入到覆盖层网络的节点延时聚集研究、覆盖网之间(Inter-Overlay)优化研究、P2P支撑平台研究以及P2P安全方面的研究等方面。相信随着对P2P技术研究的不断深入，人们能够对P2P计算有一个更深入的认识并解决目前P2P领域中大部分科学问题。可以预见，P2P所带来的技术创新和应用创新还将继续.六、基于windows网络对等连接的实验6.1.协议规范概述Windows 对等网络是一种开发平

24、台，用来为运行Windows XP 的计算机创建对等应用程序。 TCP/IP协议 TCP/IP协议是Transmission Control Protocol/Internet Protocol的简写，中译名为传输控制协议，因特网互联协议，又名网络通讯协议，是Internet最基本的协议、Internet国际互联网络的基础，由网络层的IP协议和传输层的TCP协议组成。TCP/IP 定义了电子设备如何连入因特网，以及数据如何在它们之间传输的标准。协议采用了4层的层级结构，每一层都呼叫它的下一层所提供的网络来完成自己的需求。通俗而言：TCP负责发现传输的问题，一有问题就发出信号，要求重新传输，直到

25、所有数据安全正确地传输到目的地。而IP是给因特网的每一台电脑规定一个地址。 对等网中IP地址的两种配置方式即：指定和自动获取IP地址。ARP/RARP协议ARP/RARP协议是负责将IP地址解析成MAC地址的协议，对于网络中的高层应用程序，网络主机之间的通讯是靠IP地址来完成，但在TCP/IP协议的最低层，主机之间的信息交换则是通过MAC地址来定位的。每台装有网卡的主机中都有一个ARP表，保存着同一网络中IP到MAC之间的映射记录。 ARP命令用于显示和修改“地址解析协（ARP）”缓存中的项目。ARP缓存中包含一个或多个表，它们用于存储IP地址及其经过解析的以太网或令牌环网络适配器的物理地址。

26、计算机上安装的每一个以太网或令牌环网络适配器都有自己单独的表。ARP命令可以对这个表中的记录进行添加和修改，实现对ARP表的维护。6.2 实验步骤要求 （1）按照五类标准制作好网线。 （2）连接好网络硬件平台。 （4） 用三种方法完成对等网的配置。 （5） 使用多种方法验证网络的连接情况并保存 。6.3 实验环境与器材 至少两台安装了Windows2003操作系统的PC机所组成的局域网环境，可通过交叉线直接相连，也可通过交换机连网。PC机上需要提供操作系统软件和网卡驱动程序的备份。网络管理员可预先将相应软件制作成ISO文件分发给各实验主机，通过虚拟光驱提供。 6.4实验原理局域网中的主机可以工

27、作于两种不同的工作模式，即对等模式与主从模式。工作于对等模式下的局域网被称为对等网，工作于主从模式下的局域网被称为主从网络。 对等网络环境下的所有计算机地位平等，只能相互间进行简单的共享。每台机器都能以同样方式作用于对方，即每个工作站都可以充当服务器角色为其他主机提供共享资源，也都可以充当客户机的角色使用其他主机共享出来的资源。在对等网络中不存在对网络资源进行集中控制与管理的主机，各主机对自己机器上的资源负责，网络处于一种“各自为政”的松散状态。在对等网环境中，主机通常是普通的PC机，而且主机数量不宜过多。对等网与主从网是属于OSI高层（主要是应用层）的概念，区分一个局域网是对等网还是主从网的

28、主要依据是各主机之间的工作模式，与局域网的物理组网方式无关，甚至与包括网络层在内的OSI下面各层无关。即对于物理组网已经确定的局域网，既可以将其设为对等网，也可将其设为主从网。对等网络中各主机对自己机器上的资源负责，网络处于一种“各自为政”的松散状态，因此当网络中的主机规模增大时，网络管理可能会出现混乱，以不超过10台为佳。6.5 实验步骤（1）对等网的网络连通性的检查 在进行对等网的高层设置以前，首先要保证网络在应用层以下各层的连通性。检查两台机器的网络连接状况，保证硬件上的连通。（2）对等网的工作组设置 在Windows环境下，处于同一个对等网中的机器又被称为一个工作组。当网络在包括网络层在内的下面各层已经连通后，接下来要做的工作主要是与应用层相关的客户及工作组设置。6.5.1 选择网络连接。“控制面板”à“网络和拨号连接”,在出现的窗口中右键单击需要添加协议的连接（一般为“本地连接”），选中“属性”项,如下图所示。6.5.2 选择网络组件类型。在“本地连接属性”对话框中，单击“安装”按钮，出现“选择网络组件类型”对话框。在该对话框中选择“客户”选项，然后单击“添加”按钮，将会出现“选择网络客户”对话框,如下图所示。6.5.3. 选择网络客户。在“选