技术工程师在设计和开发 P2P 应用程序时遇到的问题未必都是新问题。因此在讨论到这些旧问题时,会借鉴计算机科学其他领域中的一些现成技术。
总而言之,我们希望能够将精力集中在技术本身,主要包括内容和资源的管理、信赖和安全、属主和权限、通讯模型、分布式计算、以及搜索和查询等。至于 P2P 技术所涉及的社会、政治和合法性等问题则基本上略过不谈。
发展历史 P2P 应用最初出现时和现在并不相同。事实上可以认为它是若干不同技术以及流行趋势的产物。下面是两个导致 P2P 技术发展最重要的趋势:
首先是某些新技术与软件工程结合,形成了一种将工作分散的趋势。P2P 计算正是这种分散工作趋势的自然结果。
其次,从工程的角度看来,在企业应用集成等因素的驱动下,过去十年渐渐形成一种从集中的单机系统转向分布式系统的趋势。在集中式的应用中进行控制是相对容易的,这一点在一定程度上抑制了分布式潮流的发展。然而随着互联网的发展,以及 B2B 商务交易方式的日益流行,全面的分布式计算也就成为一种商业需求。
对功能强大的网络计算机的需求以及昂贵的带宽开销,是对这种趋势影响最大的两个因素。为了提高效率,P2P 计算由许多互相连接的同位体 (peer) 组成。
这两种趋势导致了 P2P 应用技术研究的迅速发展。
除了技术方面之外的社会因素也是一个重要原因。毫无疑问,人们现在对 P2P 计算技术的热切关注起源于 Napster, Scour, Gnutella, 以及这些家族的其他成员产品。这些产品提供了所谓的 "killer apps" 功能,能够将 P2P 技术中的一部分下放到客户端用户的手中。正是这种第一手的体验,使得人们越来越关注 P2P 技术的强大功能。
然而必须指出的是,最初的 P2P 应用大约产生于20年前,并且其中的许多至今仍然被使用。尽管这些早期应用的核心就是 P2P,但由于大多数的使用者并未感觉或接触到,因此通常并不认为它们是 P2P 技术。
早期的尝试 P2P 计算并非一种全新的技术。虽然 P2P 这个术语是现在才发明的,但 P2P 本身的基本技术的存在时间却至少和 USENET、FidoNet 这两种非常成功的分布式对等网络技术一样长,甚至更长些(因此笔者建议读者朋友去尝试这样一个挑战——寻造最早的 P2P 应用,尤其是那些现今仍在使用的应用)。关键在于,在最初的 P2P 应用出现时,许多使用该技术的人们甚至不会使用计算机。
USENET 产生于 1979 年,是一种分布式系统,能够为各个地方提供新闻组(笔者最喜欢的是 rec.arts.int-fiction 和 rec.games.int-fiction)。USENET 最早的雏形由是两名研究生 Tom Truscott 和 Jim Ellis 实现的。当时并没有任何类似于互联网上“随选”信息的概念,文件只能通过电话线批量传送,且常常选在长途费用比较低的夜间进行。因此,当时的 USENET 若采用集中式的控制管理方法将效率低下,自然而然地就提出了一种分散、分布式的管理方法。这种分布的结构一直沿用到今天。
早期 P2P 应用另一个杰出的代表则是 FidoNet。它和 USENET 类似,也是一个分散、分布的信息交换系统。Tom Jennings 于 1984 年创建了 FidoNet 系统,来让不同 BBS 系统中的用户们互相交换信息。这种符合人们需要的技术,迅速成长起来,并一直沿用到今天。
USENET 和 FidoNet 都是值得探究的系统,因为它们在多年前就遇到并解决了许多当今 P2P 技术所面临的同样问题,同时也还存在着安全性以及其他一些问题。为了开发成功的 P2P 计算系统,首先必须了解这些 P2P 技术的发展历史。
技术前景 前面我们已经浏览了一遍 P2P 的发展历史,下面可以做一些文字游戏。
几乎所有人都会同意 “P2P 计算是分布计算的一个子集”这种说法。而且大多数人也都会认为“并非所有的分布式计算都是 P2P 计算。"peer-to-peer" 这个名字意味着各个 peer 之间的关系是平等的,并且它们之间的联系是直接的。
P2P 网络中含有许多能够互相通讯的 peer,每个 peer 都有专门的用途。通常情况下,网络中 peer 的数目是非常大的,但用途却只有若干种。这就是 P2P 应用之所以能大量并行运行的重要原因。众所周知的 Gnutella 网络就是一个最好的例子,它包含了大量本质上相同的 peer。P2P 技术中最有趣的地方就在于这些对等 peer 之间的联系,其次则是它们自身。
在很大程度上,P2P 计算与那些分布计算所面临的问题是重叠的——调整并监控网络中独立节点的动作,并确保鲁棒性、以及节点间的可靠通讯。但并非所有的分布计算都是 P2P 计算。比如象 SETI@home 或 distributed.net 中不同的项目,这些分布计算几乎没有考虑网络节点中的对等交互,因此并不能认为是真正意义上的 P2P 应用。然而由于分布计算和 P2P 面临很多相同的问题,这就值得我们了解一些分布计算方面的内容。对于这类不能算是 P2P 技术的分布计算,笔者建议用“面向同位体”的应用(peer-oriented)来命名。
最简单的 peer 以及它存在的问题
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