P2P文件共享系统研究

李绍静

摘 要：该文首先介绍了P2P文件共享系统的发展现状以及相关特性，总结了P2P文件共享系统的技术特性，并且介绍了几个经典的系统实例的设计思想及工作原理，为P2P文件共享系统相关的研究内容提供了参考。

关键词：P2P网络 文件共享系统 信任

中图分类号：TP311.52 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）01（b）-0023-02

Abstract： This paper first introduces the development and present situation of P2P file sharing system and related characteristics， summed up the P2P file sharing technology characteristics of the system， and introduces the working principle and design idea of the system several examples of classic， provides the reference for the related research contents of P2P file sharing system.

Key Words： Peer-to-Peer Network； File sharing system； Reputation

对等（Peer-to-Peer，P2P）网络及其相关技术是近年来热门的研究领域之一，其中P2P文件共享系统受到了众多网络用户的欢迎和支持。P2P文件共享系统从出现至今，相继涌现出40多个相关系统，并且有多个系统已经各自拥有数以百万计的用户，P2P文件共享系统最大的特点是聚集了海量的文件资源，总体具有成本低廉、使用灵活自由、能为用户提供简便的文件交换服务等特点。

1 应用现状

如今的P2P文件共享系统依然显示着蓬勃的生命力。根据OReilly（2004）关于P2P文件共享系统的资料，著名的应用系统己经达到40余种，而且很多系统还相继产生变种产品，如Napster的衍生变种SlavaNap和OpenNap等，Gnutella衍生的变种也有LimeWire、Clip2、BearShare、FurthurNet等。另外还有兴起不久的BitTorrent和eDonkey等。

2 P2P文件共享系统的特性

P2P文件共享系统具有的技术特性，主要是以下几点。

（1）分散性（decentralization）。

P2P文件共享系统将管理任务分摊到各个节点上，文件分散在各个节点，节点拥有文件的所有权和控制权，如此可以通过文件复制避免单一失效点问题。

（2）自组织性（self-organization）。

自组织是指一个系统的组织结构自发增强的过程。P2P文件共享系统由大量节点构成，其规模巨大而且结构经常发生变化，节点需要能够自由地进入和退出网络，文件资源数量时刻在变化，因此P2P文件共享系统必须具有自组织性。

（3）匿名性（anonymity）。

匿名性可以保护使用者的隐私，如P2P文件共享系统中，提供文件服务时隐藏文件提供者的身份。文件服务过程中，可以采用的匿名方式有3种：文件提供者匿名、文件请求者匿名和相互匿名。

（4）可扩展性（scalability）。

大量的处理任务和数据存储无疑是扩展性的极大负担，在P2P文件共享系统中，可扩展性得益于其分散性，任务处理负荷和空间负荷可以分摊到不同的节点上，有利于实现系统的扩展。

（5）安全性（security）。

安全性包括会话密钥交换、信任传递、签名和加密等。P2P文件共享系统还有新的安全方面的要求，可以引入数字版权管理来保证作者的知识产权不被窃取，可以在文件中加入水印技术，一个附着于文件内容但不影响文件内容的签名。

（6）失效恢复和容错性。

与C/S结构相比，P2P结构的优势之一就是可以避免单点失效问题。由于拥有文件的节点失效或者退出了系统或者是网络连接失效而导致目的节点不可到达，继而导致节点失效，节点失效会导致文件服务不可用。对于前者，可以采用缓存和复制策略来应对；对于后者，可以通过路由策略绕过失效连接所在的区域来解决。

3 经典系统实例

近年来，P2P文件共享系统受到广泛的关注，与此有关的研究也越来越多，已发展出许多应用系统和设计协议。

3.1 Napster

Napster[1]是出现最早的P2P文件共享系统，Napster中并没有文件存储服务器，只有一个中心服务器，用来放索引信息。需要获取文件的用户首先在Napster的中心服务器上进行信息查询，系统中若有节点共享了所查询的文件，则用户可以根据中心服务器上提供的信息直接去目的节点下载，因此它属于混合式的P2P文件共享系统。

3.2 Gnutella

Gnutella[7]是一种纯粹P2P架构的分布式文件共享系统，节点发起查询请求时，节点会提供一個标志自身的搜索字符串和hops-to-live参数，并将这个查询请求发给与自己有连接的所有节点。当其他节点收到查询请求时，会首先在本地展开查找。如果节点找到所请求文件，则反向返回查询成功信息及本节点自身的相关信息；如若当前节点并未找到所需相关文件，则会把查询请求转发至与当前节点有连接的所有节点，直到成功为止。

3.3 Freenet

1999年，Edinburgh大学的Ian Clarke提出了关于Freenet[8]这一系统的设计思想。2000年，Freenet进入实际的设计与开发阶段。和Gnutella一样，Freenet是一种纯粹的P2P结构的文件共享系统。Freenet为P2P网络中的节点提供文件的存储和下载服务，而节点提供一定的存储空间来存储P2P文件共享系统中用于其他结点分享和下载的文件。

4 结语

该文概括了P2P文件共享系统的发展过程和现状，并介绍了几个经典系统实例的设计思想及工作原理，总结了P2P文件共享系统的技术特性，为P2P文件共享系统相关的研究内容提供了参考。

参考文献

[1] http：//www.napster.com.

[2] http：//www.limewire.com/.

[3] http：//www.bearshare.com/.

[4] http：//www.furthurnet.com/.

[5] http：//bitconjurer.org/BitTorrent/.

[6] http：//www.edonkey2000.com/.

[7] http：//www.gnutella.com.

[8] http：//freenet.sourceforge.net/.