charpter6其他分布计算环境

分布计算环境邹华赵耀北京邮电大学网络技术研究院2021.9第六章其他分布计算环境

主要内容面向效劳的体系结构SOA网格计算云计算P2P技术面向效劳的体系结构SOA什么是SOA？SOA：Service-OrientedArchitecture对于面向同步和异步应用的、基于请求/响应模式的分布式计算来说，SOA是一场革命业务逻辑〔businesslogic〕或独立功能被模块化，并作为效劳呈现给消费者或客户端关键是松耦合特性应用开发人员或者系统集成者可以通过组合一个或多个效劳来构建应用，而无须理解效劳的底层实现举例一个效劳可以用.NET或J2EE来实现使用效劳的程序可以位于不同平台上，用不同语言来实现SOA的特性SOA效劳具有平台独立的自我描述XML文档WSDL是描述效劳的标准语言SOA效劳用消息进行通信该消息通常用XMLSchema〔主要是SOAP〕定义SOA效劳通过实现目录效劳的注册中心(Registry)来维护，应用通过注册中心来查找和调用效劳UDDI是效劳注册的标准每项SOA效劳都有与之相关的QoSQoS包括平安需求、可靠通信等策略效劳架构SOA根底结构SOA不是Web效劳SOA和Web效劳的关系经常发生混淆Web效劳是技术标准，而SOA是设计原那么WSDL是Web效劳与SOA的根本联系SOA是一种架构模式，而Web效劳是利用一组标准实现的效劳Web效劳是实现SOA的方式之一实际上也是最主要的实现方式用Web效劳来实现SOA的好处，是可以通过中立平台来获得效劳SOA的优势SOA并不是一个全新的概念大多数软件商接受SOA并有相关平台和应用SOA与现有的分布式技术的区别SOA的标准化程度更好SOA能够在最新的和现有的应用之上创立应用SOA能够使客户或效劳使用者免受效劳实现的改变所带来的影响SOA能够升级单个效劳或效劳消费者而无需重写整个应用，也无需保存已经不再适用于新需求的现有系统总之，SOA以借助现有的应用来组合产生新效劳的敏捷方式，提供给企业更好的灵活性来构建应用程序和业务流程网格计算主要内容概述体系结构网格技术网格实现网格应用网络计算网格问题的来源问题的引出一方面，面临的问题越来越复杂，需要的计算资源越来越多另一方面，网上大量的闲置资源思想的来源借鉴电力网的思想希望给最终用户提供的是与地理位置无关，与具体的计算设施无关的通用的计算能力网格〔Grid〕一词的来源就是“电力网格〞〔PowerGrid〕电力网和网格组成比照什么是网格计算是利用网络中一些闲置的处理能力来解决复杂问题的计算模式，适于大型科学计算和工程研究;这种计算模式是利用互联网把分散在不同地理位置的电脑组织成一个“虚拟的超级计算机〞，其中每一台参与计算的计算机就是一个“节点〞，而整个计算是由成千上万个“节点〞组成的“一张网格〞，所以这种计算方式叫网格计算;网格是把整个网络整合成一台巨大的超级计算机，实现计算资源、存储资源、数据资源、信息资源、知识资源、专家资源的全面共享;主要目的设计一种能够提供以下功能的系统：提高或拓展企业内所有计算资源的效率和利用率，满足最终用户的需求，同时能够解决以前由于计算、数据或存储资源的短缺而无法解决的问题。建立虚拟组织，通过让他们共享应用和数据来对公共问题进行合作。整合计算能力、存储和其他资源，能使得需要大量计算资源的巨大问题求解成为可能。通过对这些资源进行共享、有效优化和整体管理，能够降低计算的总本钱。通过任何一台计算机都可以提供无限的计算能力，可以接入浩如烟海的信息网格的应用领域科学领域分布式超级计算高吞吐率计算数据密集型计算社会经济生活领域基于广泛信息共享的人与人交互更广泛的资源贸易网格是一种面向问题和应用的技术，随着网格技术的不断完善和应用领域的不断扩展，网格可以在更多的领域得到应用，发挥更大的作用。网格的应用群体科学研究领域：计算科学家和工程师实验科学家社会和经济团体协会公司人类公共问题研究机构等网格概念的分歧到目前为止，关于什么是网格和什么是网格计算还没有一个普遍接受的定义，关于网格概念的分歧和争论仍然存在。网格就是下一代的Internet。网格计算就是在动态变化的、拥有多个部门或者团体的复杂虚拟组织内，灵活、平安的协同资源共享与问题求解。网格就是方便资源管理，有效支持广域分布的、多领域的科学与工程问题解决的中间件系统。网格是建造分布式科学计算环境的一种一体化的集成方法，这一环境包括计算、数据管理、科学仪器以及人类的协作。网格是一种无缝的、集成的计算与协作环境。网络是基于硬件支持的各种效劳和功能的提供者。这些都是目前出现的一些有关网格的定义，它们从不同的角度和侧重点来阐述了对网格的认识。鉴别网格的三个指标协调非集中控制资源：网格整合各种资源，协调各种使用者，这些资源和使用者在不同控制域中，网格还解决在这种分布式环境中出现的平安，策略，使用费用，成员权限等问题。使用标准，开放，通用的协议和接口：网格建立在多功能的协议和接口之上，这些协议和接口解决认证，授权，资源发现和资源存取等根本问题。得到非平凡的效劳质量：网格允许它的资源被协调使用，以得到多种效劳质量，满足不同使用者需求，如系统响应时间，流通量，有效性，平安性，及资源重定位，使得联合系统的成效比其各局部的成效总和要大得多。网格系统的特点

分布性网格系统的特点〔2〕自相似性：网格的局部和整体之间存在着一定的相似性，局部往往在许多地方具有全局的某些特征，而全局的特征在局部也有一定的表达网格系统的特点〔3〕多样性和动态性：网络资源异构多样资源动态增加和动态减少可扩展性：系统计算规模会逐渐增大，需要在网格资源规模不断扩大、应用不断增大的情况下，不能降低网格计算的性能动态适应性：资源管理必须能够动态监视和管理网格资源，从可利用的资源中选取最正确资源效劳自治性和管理的多重性主要内容概述体系结构网格技术网格实现网格应用网络计算网格计算环境的主要功能管理层次：确定管理层次体系，管理域按层次划分通信效劳：随应用目的的不同提供不同的效劳，支持各种通信协议，提供延迟、带宽等指标信息效劳：提供方便可靠的机制，获得不断变化的各节点信息和状态名字效劳：提供全局统一的名字效劳文件系统：提供一个分布式文件系统机制、全局存储和缓存空间监视系统：提供监视系统资源和运行情况的工具

网格计算环境的主要功能〔续〕资源管理和调度：提供透明的资源调度，高效的利用可利用的资源。资源交易机制：提供一种计算资源的交易机制，允许资源提供者获得利益，使系统能动态地取得更好的性价比资源。编程工具：提供丰富的用户接口和编程环境，提供最常用的语言，以及分布式共享存储器和一些函数库等。用户图形界面：提供方便的用户访问接口，包括Web方式接口，使用户可以在任何位置、任何平台上使用系统资源。

网格体系结构的分类五层沙漏结构由Foster等最早提出的，是一个最先出现的应用和影响最广泛的结构。OGSA体系结构开放网格效劳结构OGSA(OpenGridServicesArchitecture)是GlobalGridForum4的重要标准建议，是继五层沙漏结构之后最重要，也是目前最新的一种网格体系结构。是由Foster等结合WebService等特定，在IBM带头下提出的新的网格结构。五层沙漏结构五层沙漏结构是一种以协议为中心的结构，也十分强调效劳与API〔ApplicationProgrammingInterfaces〕和SDK〔SoftwareDevelopmentKits〕的重要性。五层沙漏的根本思想：共享互操作协议效劳API/SDK五层划分五层沙漏结构图五层结构及其与TCP/IP的比较向上提供网格中可供共享的资源为下层物理资源提供平安的数据通信能力实现对单个资源的共享对单个资源实施控制，如初始化、运行状态检测、统计与计费协调多种资源的共享将资源层提交的受控资源聚集在一起，供给用程序共享，提供诸如目录效劳、资源代理、负荷控制、帐户管理等功能在虚拟组织环境中存在网格上用户的应用程序，通过各层的API调用相应的效劳，再通过相应的效劳调用网格上的资源来完成任务。OGSA2002年，Globus和IBM发布了开放网格效劳体系结构OGSA〔OpenGridServicesArchitecture〕；OGSA完善和扩展了GlobustoolkitOGSA的三大根本思想：一切都是效劳将资源，信息。数据等统一起来，十分有利于灵活的一致的动态的共享机制的实现，使得分布式系统管理有标准的接口和行为网格={网格效劳}，网格效劳可以以不同的方式聚集起来满足虚拟组织的需要统一的Web效劳架构自然具备了原来WebService的所有有利因素：效劳描述和发现；从描述中自动产生客户和效劳器端的代码；…….突破科技应用领域同样可用于商业领域OGSA的根本思想在OGSA内，一切都表示为一个Grid效劳，即一个遵循一套标准〔使用WSDL来表示〕的〔潜在短暂的〕效劳，这些标准用于实现生命周期管理、发现特性、通知等目的。OGSA通过标准接口和标准支持创立、终止、管理和调用有状态的短暂效劳，这些效劳具有动态的、可管理的生命周期，是可命名、可管理的实体。OGSA的开展代表了Web效劳的一个自然演变。通过将对短暂的、有状态的效劳实例的支持与现有的Web效劳技术进行整合，OGSA大大地扩展了Web效劳框架的能力，同时仅仅要求对现有技术进行少量的扩展。网格效劳网格效劳=接口/行为+效劳数据网格效劳接口例OGSA的效劳结构OGSA的两大支撑技术网格技术〔即Globus软件包〕Globus是一种基于社团的，开放结构，开放源码的效劳的集合，也是支持网格与网格应用的软件库，该工具包解决了平安，信息发现，资源管理，数据管理，通信，错误检测以及可移植等问题。WebServiceWebService只要是涉及一些协议标准的，主要有SOAP，WSDL，WS－Inspection，UDDI等协议。这些协议之间互相可以支持。其中关于XML协议是它的工作根底。主要内容概述体系结构网格技术网格实现网格应用网络计算网格应用技术分布式超级计算应用一些科学与工程计算问题的解决分时广域分布式仪器系统包括远程可视化以及远程控制等，其核心是网格支持的远程控制操作。数据密集型计算大型的天体物理、人体医学、图像等大型数据库的分析和处理远程沉浸对性能和效劳质量有特别的要求，应用于交互的计算可视化、教育、培训、场景模拟、艺术与娱乐等领域。网格编程技术编程支持系统面向对象技术及Legion基于商品化技术集成的网格编程VRML,Java3D,JDBC,CORBA,COM,EJB,WebService以及各种网格技术等，数值计算编程环境NerSolve网格核心资源技术高性能调度技术高吞吐率管理技术数据收集分析技术可视化技术平安技术网格底层支撑技术网格计算节点的构建技术，计算节点包括计算、通讯、存储等多种根本的组成元素。计算节点就是由这些根本的元素组合起来形成的；网络协议技术：数据传输协议、流协议、组通信协议、分布式对象协议等；主要内容概述体系结构网格技术网格实现网格应用网络计算网格实现例：GlobusGlobus是美国Argonne国家实验室的研发工程，全美有17所大学和研究机构参与了该工程。Globus对资源管理、平安、信息效劳及数据管理等网格计算的关键理论进行研究，开发能在各种平台上运行的网格计算工具软件〔Toolkit〕，帮助规划和组建大型的网格试验平台，开发适合大型网格系统运行的大型应用程序。Toolkit是Globus最重要的成果，Toolkit源码开放，任何人都可以从其网站上下载源代码。其3.0开始融合了WebService目前，Globus的技术已在NASA网格(NASAIPG)、欧洲数据网格〔DataGrid〕、美国国家技术网格(NTG)等几十个工程中得到应用。Globus的根本思想Globus认为,网络环境下的互操作意味着需要开发一套通用协议，用它来描述消息的格式和消息交换的规那么。在协议之上，需要开发一系列效劳，这与建立在TCP/IP协议上的Web效劳原理相同。在效劳中要定义API，基于这些API再构建软件开发工具(SDK)。Globus的体系结构分为5层，上层协议可以调用下层协议的效劳。网格内的所有应用都是通过协议提供的效劳来调用操作系统的功能。五层结构与Globus的关系主要内容概述体系结构网格技术网格实现网格应用网络计算网格应用分布式超级计算分布式仪器系统数据密集型计算远程沉浸网格最主要的应用就是分布式计算了，而且是网格最初的设计目标。分布式超级计算是指将分布在不同地点的超级计算机用高速网络连接起来，并用网格中间件软件“粘合〞起来，形成比单台超级计算机强大得多的计算平台。分布式超级计算的执行分类：按步骤分解按功能分解按数据分解分布式超级计算分布式仪器系统DIS是指以网格管理分布在各地的贵重仪器系统，提供远程访问和控制仪器的手段，提高仪器的利用率，大大方便用户的使用。网格对DIS造成的影响：简化对仪器的管理支持仪器的动态变化资源动态调度资源预留效劳数据管理和处理能力提高提供动态可视化和分析著名的应用工程：XPort工程美国能源部资助方案，由多家大学来协同参与实现。有关高精度X射线结晶学设备的网格工程。1.以网络为中心2.并行性3.支持事务操作4.模块化5.可移植性6.可扩展性数据密集型计算数据密集型计算是网格中相比照较广泛的应用。数据密集型侧重于数据的存贮、传输和处理。两大研究机构：欧洲原子能研究机构CERN美国NPACI关键数据处理技术：DataGrid远程沉浸远程沉浸Tele-immersion是一种特殊的网格化虚拟现实环境。人可以完全融入其中各地参与者同国王路基在一个虚拟空间中它建立在高速网络根底上，是协同可视化环境CVE、音频、视频会议以及超级计算机及海量数据存贮的有机融合。是1996年10月，由伊利诺州大学芝加哥分校的电子可视化实验室EVL〔EletronicVisualizationLaboratory〕最早提出的。EVL的负责人是TomDeFanti。与协同虚拟环境CVE或分布式虚拟环境DVE不同，网格不仅使得虚拟环境更为逼真。更重要的是改变了“人/机交互〞模式为“人/机/协作〞模式。主要内容概述体系结构网格技术网格实现网格应用网络计算网络计算的四种形式企业计算网格计算对等计算普及计算企业计算：以中间件为核心企业计算是“以实现大型组织内部和组织之间的信息共享和协同工作为主要需求而形成的网络计算技术〞，其核心是Client/Server计算模型和相关的中间件技术。其研究热点是建立标准化的对象请求代理，屏蔽网络环境下计算平台、操作系统、编程语言、网络协议的异构性和复杂性，使分布在网络上的应用系统能够协同工作，为网络应用提供通用的高级网络管理效劳以及与应用领域相关的增值效劳。随着电子商务需求的开展，企业计算面临企业间的信息共享和协同工作问题，面向Web的企业计算解决方案成为热点，企业计算技术全面进入Internet时代。网格计算：让计算能力公用化从概念上，网格计算的目标是资源共享和分布协同工作；网格的这种概念可以清晰地指导行业和企业中各个部门的资源进行行业或企业整体上的统一规划、部署、整合和共享，而不仅仅是行业或大企业中的各个部门自己规划、占有和使用资源；网格是一种技术；为了到达多种类型的分布资源共享和协作，网格计算技术必须解决多个层次的资源共享和合作技术，制定网格的标准，将Internet从通讯和信息交互的平台提升到资源共享的平台。网格是根底设施，是通过各种网络综合计算机、数据、设备和效劳等资源的根底设施；随着网格技术逐步成熟，建立地理分布的遍布全国或世界的大型资源节点，集成网络上的多个资源，联合向全社会按需提供全方位的信息效劳。对等计算：倡导“平等〞共享P2P〔PeertoPeer〕系统由假设干互联协作的计算机构成，且至少具有如下特征之一：系统依存于边缘化〔非中央式效劳器〕设备的主动协作，每个成员直接从其他成员而不是从效劳器的参与中受益；系统中成员同时扮演效劳器与客户机的角色；系统应用的用户能够意识到彼此的存在，构成一个虚拟或实际的群体。P2P把网络计算模式从集中式引向分布式，也就是说，网络应用的核心从中央效劳器向网络边缘的终端设备扩散：所有网络节点上的设备都可以建立P2P对话。从目前的应用看，P2P的威力还主要表达在大范围的共享和搜索的优势上，诸如对等计算、协同工作、搜索引擎、文件交换等。普及计算：计算无所不在普及计算〔ubiquitouscomputingorpervasivecomputing〕强调人与计算环境的紧密联系，使计算机和网络更有效地融入人们的生活,让人们在任何时间、任何地点都能方便快捷地获得网络计算提供的各种效劳。普及计算研究的内容主要包括两个方面：自然的人机交互和网络计算。四种计算的相同点：目标一致广泛共享:通过各种方法、技术和策略将网络上的各种资源提供给网络上众多用户共享使用；有效聚合：将网络上的巨大资源通过协同工作连接集成起来，产生巨大的综合效能，联合完成应用任务；充分释放：为用户提供良好的开发手段和使用环境，将网络上的多种资源的聚合效能按照需求传递给用户，为用户提供个性化的信息效劳、计算效劳和决策支持效劳。四种计算的不同点面向对象的分布式计算技术强调的是分布系统的集成能力，以两层或多层Client/Server为主要计算模式，关心的是简化用户端的工作，强化多层效劳器的功能，注重分布系统之间的协同工作和快速的应用开发和实现，强调应用效劳之间的可交互、可操作性，代码的可移植性，通常关注一个组织内的资源共享。P2P技术弱化了集中效劳器的功能，重视网络中所有个体的作用，强调的是个体之间、系统之间、计算机之间的直接通信和联系，每一个参与者既是客户又是效劳方，它与现行以中间件为主的分布式计算技术所采用的Client/Server模式有本质区别。四种计算的不同点〔续〕网格计算是在Internet根底上强调对计算、数据、设备等网络根本资源进行整合，力图将Internet作为一个社会化的计算根底设施。在计算模型、技术路径和研究目标上，Grid计算和目前分布计算中间件领域面向应用级别的交互、互操作和开发有很大的不同。它强调多机构之间大规模的资源共享和合作使用，提供了资源共享的根本方法，而分布计算技术没有提供多组织之间的资源共享通用框架，以Client/Server为主要的交互形式，传统企业计算技术集中在一个组织内的资源共享。普及计算模式那么是要颠覆“人使用计算机〞的传统方式，将人与计算机的关系改变为“计算机为人效劳〞，从某种意义上说，是让人与计算环境更好地融合在一起。四种计算方式互为补充尽管各种网络计算技术有差异，但是它们之间并不是冲突的关系，而是一种正交关系，有时甚至是融合的，因此，各种网络计算技术可以共同存在。例如网格计算和CORBA、SOAP、XML等技术结合可以访问多个机构组成的虚拟组织的资源。云计算什么是云计算？云计算：CloudComputing云计算是分布式处理(DistributedComputing)、并行处理(ParallelComputing)和网格计算(GridComputing)的开展，或者说是这些计算机科学概念的商业实现“CloudComputingisaparadigminwhichinformationispermanentlystoredinserversontheInternetandcachedtemporarilyonclientsthatincludedesktops,entertainmentcenters,tabletcomputers,notebooks,wallcomputers,handhelds,sensors,monitors,etc.〞 ----IEEEInternetComputing,2021但是，云计算的概念和内涵仍然有较大分歧。Google、IBM、微软等著名IT企业有各自不同的理解云计算的根本原理根本原理是，通过使计算分布在大量的分布式计算机上，而非本地计算机或远程效劳器中，企业数据中心的运行将更与互联网相似这使得企业能够将资源切换到需要的应用上，根据需求访问计算机和存储系统这意味着计算能力也可以作为一种商品进行流通，就像煤气、水电一样，取用方便，费用低廉。最大的不同在于，它是通过互联网进行传输的类比：从古老的单台发电机模式转向了电厂集中供电的模式云计算的蓝图在未来，只需要一台笔记本或者一个，就可以通过网络效劳来实现我们需要的一切，甚至包括超级计算这样的任务从这个角度而言，最终用户才是云计算的真正拥有者云计算的应用包含这样的一种思想，把力量联合起来，给其中的每一个成员使用云计算应用分类软件即效劳〔SaaS〕通过网络浏览器将单个的应用软件推广到用户从用户角度来说，前期无需在效劳器或软件许可证授权上进行投资从供给商角度来看，与常规的软件效劳模式相比，维护一个应用软件的本钱要相对低廉成功应用Salesforce，在人力资源管理软件方面的应用较为成功Workday，ERP软件供给商GoogleApp，知名的在线办公软件云计算应用分类效用计算〔Utilitycomputing〕想法本无新意，目前逐渐应用在数据中心将计算和存储等资源，打包成为可量化的效劳，类似于传统的电力资源等公共效用例如，LiquidComputing公司的LiquidQ效劳，能帮助企业将内存，I/0，存储和计算容量通过网络集成为一个虚拟的资源池来使用网络集成云根底效劳的集成尚处于初始阶段，案例包括：OpSource推出的OpSourceServicesBusWorkday收购的CapeClear，其从事B-TO-B商业模式效劳GrandCentral向用户提供集成解决方案，被Google收购云计算应用分类云计算的网络效劳网络效劳与软件即效劳(SaaS)是密切相关的网络效劳供给商提供API能帮助开发商通过网络拓展功能性，而不只是提供成熟的应用软件成功应用：GoogleMaps平台即效劳〔Platformasaservice〕平台即效劳(Platformasaservice)，是软件即效劳(SaaS)的变种，这种方式将开发环境作为效劳来提供用户创立的应用软件在供给商的根底架构上运行，然后通过网络从供给商的效劳器上传递给用户云计算应用分类管理效劳供给商〔MSP〕管理效劳是云计算最古老的形式之一管理效劳是面向IT厂商而并非最终用户的一种应用软件例如，用于电子邮件的病毒扫描效劳或者应用软件监控效劳效劳商业平台效劳商业平台是软件即效劳(SaaS)和管理效劳供给商(MSP)的混合体提供了一种与用户相结合的效劳采集器在贸易领域中应用最为普遍云计算的总结表达了互联网应用的新开展趋势概念不清晰，存在诸多争论应用还不是很广泛，但想法逐渐得到认同是一个长期开展的趋势，在很长时期内还将是业界争论的问题之一P2P技术什么是P2P?对于P2P没有一个统一的定义定义1：Peer-to-peerisatypeofInternetnetworkallowingagroupofcomputeruserswiththesamenetworkingprogramtoconnectwitheachotherforthepurposesofdirectlyaccessingfilesfromoneanother'sharddrives.定义2：P2P是一种分布式网络，网络的参与者共享他们所拥有的一局部硬件资源〔处理能力、存储能力、网络连接能力等〕，这些共享资源需要由网络提供效劳和内容，能被其它对等节点〔Peer〕直接访问而无需经过中间实体。在此网络中的参与者既是资源提供者〔Server〕，又是资源获取者〔Client〕servent。……各种定义的共同点P2P打破了传统的Client/Server(C/S)模式，在网络中的每个结点的地位都是对等的。每个结点既充当效劳器，为其他结点提供效劳，同时也享用其他结点提供的效劳peer在英语里有"〔地位、能力等〕同等者"、"同事"和"伙伴"等意义。C/S模式和P2P模式Client/Server模式PeertoPeer模式例：BT下载用户越多下载越快TrackerADCB例：BT下载〔2〕ACBDBT原理Tracker即时接收所有下载者信息〔IP地址和端口〕，并且给每个下载者一份随机的peer列表。下载者每隔一段时间连一次Tracker，告知自己的进度和取得列表，这样就可以和那些已经直接连接上的peer进行数据的上传下载。在进行文件传输时，每个文件一般被划分成256K的大小的块，每个块都计算其校验值。用户间互相的Choke和UnChoke对方，来交换这些文件块。TrackerPeerPeerPeerPeerPeerPeerP2P相对于C/S的优势非中心化网络中的资源和效劳分散在所有结点上，信息的传输和效劳的实现都直接在结点之间进行，可以无需中间环节和效劳器的介入，防止了可能的瓶颈可扩展随着用户的参加，不仅效劳的需求增加了，系统整体的资源和效劳能力也在同步地扩充健壮性P2P架构天生具有耐攻击、高容错的优点。多副本没有单点失效问题，局部结点或网络遭到破坏对其它局部的影响很小P2P相对于C/S的优势负载均衡资源分布在多个节点，更好的实现了整个网络的负载均衡高性能/价格比通过利用网络中的大量空闲资源，可以用更低的本钱提供更高的计算和存储能力。隐私保护信息的传输分散在各节点之间进行而无需经过某个集中环节，用户的隐私信息被窃听和泄漏的可能性大大缩小所有参与者都可以提供中继转发的功能，因而大大提高了匿名通讯的灵活性和可靠性，能够为用户提供更好的隐私保护P2P网络的拓扑结构中心化拓扑全分布式非结构化拓扑全分布式结构化拓扑半分布式拓扑中心化拓扑例：共享软件NapsterNapster原理IhaveX!Publishinsert(X,)...Napster原理〔2〕WhereisfileA?QueryReplysearch(A)-->Fetch优缺点优点：维护简单，发现效率高资源的发现依赖中心化的目录系统，发现算法灵活高校并并能够实现复杂查询问题：中央效劳器的瘫痪容易导致整个网络的崩溃，可靠性和平安性较低随着网络规模的扩大，对中央索引效劳器进行维护和更新的费用将急剧增加，所需本钱过高。中央效劳器的存在引起共享资源在版权问题上的纠纷，并因此被攻击为非纯粹意义上的P2P网络模型全分布非结构化网络例：P2P文件共享系统GnutellaGnutella原理IhavefileA.IhavefileA.WhereisfileA?QueryReply优缺点优点：容错性好，支持复杂的查询，并受结点频繁参加和退出系统的影响小问题：查询的结果可能不完全，查询速度较慢，采用播送查询的系统对网络带宽的消耗非常大，并由此带来可扩展性差等问题。完全分布式结构化网络采用分布式散列表〔DHT〕DHT实际上是一个由广域范围大量结点共同维护的巨大散列表。散列表被分割成不连续的块，每个结点被分配给一个属于自己的散列块，并成为这个散列块的管理者如Chord：网络结点按照一定的方式分配一个唯一结点标识符(NodeID)，资源对象通过散列运算产生一个唯一的资源标识符(ObjectID)，且该资源将存储在结点ID与之相等或者相近的结点上。需要查找该资源时，采用同样的方法可定位到存储该资源的结点。提出了一个分布式查找协议，该协议可将指定的关键字(Key)映射到对应的结点Chord优缺点优点：DHT类结构能够自适应结点的动态参加/退出，有着良好的可扩展性、鲁棒性、结点ID分配的均匀性和自组织能力。由于重叠网络采用了确定性拓扑结构，DHT可以提供精确的发现。问题：DHT的维护机制较为复杂，尤其是结点频繁参加退出造成的网络波动〔Churn〕会极大增加DHT的维护代价。DHT仅支持精确关键词匹配查询，无法支持内容/语义等复杂查询。半分布式结构选择性能较高〔处理、存储、带宽等方面性能〕的结点作为超级点〔英文文献中多称作：SuperNodes,Hubs)在各个超级点上存储了系统中其他局部结点的信息，发现算法仅在超级点之间转发，超级点再将查询请求转发给适当的叶子结点。半分布式结构也是一个层次式结构，超级点之间构成一个高速转发层，超级点和所负责的普通结点构成假设干层次。半分布式结构〔2〕例：KaZaaKaZaa原理IhaveX!Publishinsert(X,3)...KaZaa原理WhereisfileA?Querysearch(A)-->8search(A)-->0Replies80优缺点优点：性能、可扩展性较好，较容易管理问题：对超级点依赖性大，易于受到攻击，容错性也受到影响四种结构的比较P2P典型应用ICQ、Skype类的即时通信应用。两个或多个用户互相使用文字、语音或视频进行交流。利用P2P技术可以弱化甚至摆脱对效劳器的依赖，这样的通信更接近人与人的通信模式。海量存储类数据存储应用，如Microsoft提出的Farsite。在网络上将存储对象分散化存放。而不像现在放置在专用效劳器，可以减轻效劳器负担，增加数据的可靠性和传输速度。Napster、BT类文档交换应用。实现数据和文件共享，使用者可以直接从任意一台安装同类软件的PC下载及上传文件，而不是从效劳器上传及下载。用户可以检索、复制共享的文件。软件自动发现最新的文件列表，发布者无需使用其他途径发布。P2P典型应用Infrasearch、Pointera类数据搜索及查询软件。用来在P2P网中完成信息检索，动态地将当前P2P网络中各个f对等点的内容进行收集，并且有效地向用户传递。Netbatch〔Intel〕类协同计算应用。现有实验可连接近1万台PC，利用它们的空闲时间进行协同计算，完成超级计算量的工作〔如空间探测、分子生物学计算、芯片设计〕。Groove类数据或行动协同应用，是基于P2P连接的软件工具，可以建立一个平安的企业级协同工作平台〔P2P网〕，提供供求信息链上的互动信息沟通，如货品目录、库存及发货清单，帮助使用者进行经销渠道维护、客户效劳和支持。在线游戏类应用。许多双人及多人对弈网络游戏采用P2P技术交换数据。P2P典型应用分类P2P应用并行化内容和文件管理协同计算密集构件化构件化过滤挖掘文件系统即时消息共享应用游戏P2P系统分类平台协同文件共享分布式计算P2P系统SETI@homeAvbaki,EntropiaNapsterGnutellaFreenetPubliusFreeHavenMagiGrooveJabberJXTA.NET.NETMyServicesP2P平台环境P2P平台由Internet、Intranet和Ad-hoc网构成从拨号线到宽带都可支持P2P当前结构多是个人家庭主机、单位桌面机和个人移动计算机〔便携和手持〕历史与现状早期P2P系统多用家庭机进行内容共享，Napster,GnutellaAimster分布式计算多基于桌面机，SETI@homeAd-hoc手持网络最近可用，专于协同计算，如Endeavors,TechnologiesMagi。开展：更大的场景单位桌面机支持内容共享、IDC与手持机资源聚合、NGI/Inernet2支持P2P系统和应用P2P相关研究与未来安全和保护诚信匿名声誉智能代理/Web-based服务比赛安排服务描述网络结构和设计NetworkTopologyRoutingOverlayNetworks分布式数据库查询分解查询分布仲裁P2P社会人际小世界现象Power-Law网络商业和法律问题商业模式知识产权分布