P2P網(wǎng)絡技術(shù)原理與系統(tǒng)開發(fā)案例

基礎(chǔ)理論篇
第1章　P2P基本概念　3
1.1　P2P網(wǎng)絡的定義　3
1.2　P2P網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)　4
1.2.1　集中式P2P網(wǎng)絡　4
1.2.2　完全分布式非結(jié)構(gòu)化P2P網(wǎng)絡　5
1.2.3　完全分布式結(jié)構(gòu)化P2P網(wǎng)絡　6
1.2.4　混合式P2P網(wǎng)絡　7
1.2.5　P2P網(wǎng)絡和傳統(tǒng)網(wǎng)絡的對比　8
1.3　P2P網(wǎng)絡的應用　9
1.4　P2P的發(fā)展　11
1.4.1　起步　11
1.4.2　發(fā)展　11
1.4.3　高峰　11
1.5　國內(nèi)外P2P技術(shù)的研究現(xiàn)狀　12
1.5.1　國外相關(guān)研究　12
1.5.2　國內(nèi)研究現(xiàn)狀　12
1.6　本章總結(jié)　13
1.7　練習題　13
第2章　主流P2P系統(tǒng)　15
2.1　文件共享類系統(tǒng)　15
2.1.1　Napster　15
2.1.2　Gnutella　17
2.1.3　BitTorrent　18
2.1.4　eMule　20
2.1.5　Maze　22
2.2　即時通信類系統(tǒng)　24
2.2.1　Skype　24
2.2.2　QQ　27
2.2.3　GTalk　28
2.3　流媒體類系統(tǒng)　29
2.3.1　AnySee　29
2.3.2　PPLive　31
2.4　共享存儲類系統(tǒng)　32
2.4.1　OceanStore系統(tǒng)　32
2.4.2　Granary　33
2.5　對等計算類系統(tǒng)　35
2.6　本章總結(jié)　36
2.7　練習題　36
第3章　P2P網(wǎng)絡的基礎(chǔ)——搜索和路由算法　37
3.1　傳統(tǒng)搜索技術(shù)　37
3.2　P2P搜索技術(shù)的發(fā)展　38
3.3　DHT網(wǎng)絡(結(jié)構(gòu)化P2P網(wǎng)絡)的搜索技術(shù)　40
3.3.1　DHT路由原理　40
3.3.2　Chord　41
3.3.3　Pastry　45
3.3.4　CAN　47
3.3.5　Tapestry　49
3.3.6　小結(jié)　51
3.4　非結(jié)構(gòu)化P2P網(wǎng)絡的搜索技術(shù)　52
3.4.1　Flooding　52
3.4.2　Modified-BFS　53
3.4.3　Iterative Deepening　53
3.4.4　Random Walk　55
3.4.5　Query Routing　56
3.4.6　Gnutella2　57
3.4.7　移動Agent　58
3.4.8　小結(jié)　59
3.5　小世界(Small World)模型　59
3.5.1　小世界模型的引入　59
3.5.2　小世界網(wǎng)絡拓撲　60
3.5.3　小世界網(wǎng)絡的研究現(xiàn)狀　61
3.6　P2P搜索技術(shù)研究的挑戰(zhàn)　61
3.7　本章總結(jié)　62
3.8　練習題　62
第4章　P2P網(wǎng)絡穿越　64
4.1　Middlebox與網(wǎng)絡穿越　64
4.1.1　Middlebox概述　64
4.1.2　Middlebox的種類　65
4.2　穿越NAT網(wǎng)絡　65
4.2.1　NAT網(wǎng)絡概念　65
4.2.2　STUN協(xié)議與NAT穿越　71
4.2.3　UDP穿越NAT　74
4.2.4　TCP穿越NAT　75
4.2.5　NAT類型檢測　76
4.2.6　常見NAT穿越解決方案　79
4.3　本章總結(jié)　81
4.4　練習題　81
第5章　P2P與網(wǎng)絡安全　82
5.1　P2P網(wǎng)絡引發(fā)的安全問題　82
5.1.1　P2P網(wǎng)絡所引發(fā)的版權(quán)問題　82
5.1.2　P2P網(wǎng)絡對現(xiàn)有網(wǎng)絡應用的威脅　84
5.2　P2P網(wǎng)絡面臨的安全問題　84
5.2.1　P2P網(wǎng)絡與傳統(tǒng)網(wǎng)絡在安全方面的區(qū)別　85
5.2.2　P2P網(wǎng)絡病毒與蠕蟲病毒　85
5.2.3　DHT安全　86
5.2.4　P2P網(wǎng)絡安全技術(shù)　91
5.3　利用P2P網(wǎng)絡解決安全問題　95
5.3.1　利用P2P網(wǎng)絡的匿名通信系統(tǒng)　96
5.3.2　利用P2P網(wǎng)絡防御DDoS攻擊　99
5.4　Skype的安全性分析　101
5.4.1　Skype簡介　101
5.4.2　Skype安全機制分析　106
5.4.3　Skype流量識別　110
5.5　本章總結(jié)　111
5.6　練習題　111
開發(fā)實踐篇
第6章　Python語言開發(fā)基礎(chǔ)　115
6.1　Python語言概述　115
6.1.1　Python的發(fā)展歷史　115
6.1.2　Python的特性　116
6.1.3　Python的功能　116
6.2　安裝和使用Python解釋器　116
6.3　Python集成開發(fā)環(huán)境　118
6.4　基本數(shù)據(jù)類型和結(jié)構(gòu)　119
6.4.1　列表　119
6.4.2　元組　120
6.4.3　字典　120
6.5　流程控制語句　121
6.5.1　if語句　121
6.5.2　for語句　121
6.5.3　while語句　122
6.5.4　break、continue和pass　122
6.6　函數(shù)的實現(xiàn)方法　123
6.7　類的使用　125
6.7.1　類的定義　125
6.7.2　類的繼承　126
6.8　使用包組織程序　126
6.9　實現(xiàn)多線程程序　126
6.9.1　線程狀態(tài)　127
6.9.2　線程對象　127
6.9.3　線程同步　128
6.10　網(wǎng)絡編程實現(xiàn)與應用　131
6.10.1　Socket編程　131
6.10.2　網(wǎng)絡編程庫　133
6.11　用戶界面編程基礎(chǔ)　134
6.12　異常處理　135
6.13　文件處理　136
6.14　調(diào)試Python程序　137
6.14.1　使用IDLE調(diào)試程序　137
6.14.2　Pdb調(diào)試模塊　139
6.14.3　使用print語句　141
6.15　本章總結(jié)　141
6.16　練習題　141
第7章　JXTA開發(fā)基礎(chǔ)　142
7.1　JXTA簡介　142
7.1.1　為什么選擇JXTA　142
7.1.2　JXTA是什么　143
7.2　JXTA的平臺結(jié)構(gòu)　143
7.2.1　總體描述　143
7.2.2　JXTA的組件　144
7.2.3　JXTA結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵特征　144
7.3　JXTA的基本概念　145
7.3.1　對等點　145
7.3.2　點組　145
7.3.3　網(wǎng)絡服務　146
7.3.4　模塊　147
7.3.5　管道　148
7.3.6　雙向可靠通信信道(JxtaSocket，JxtaBiDiPipe)　149
7.3.7　消息　150
7.3.8　通告　150
7.3.9　安全　154
7.3.10　ID　154
7.4　JXTA的網(wǎng)絡架構(gòu)　155
7.4.1　組織形式　155
7.4.2　分布式共享資源索引(SRDI)　155
7.4.3　查詢過程　156
7.4.4　防火墻和NAT　157
7.4.5　JXTA協(xié)議　158
7.5　JXTA開發(fā)環(huán)境　160
7.5.1　安裝JDK　160
7.5.2　安裝NetBeans　163
7.5.3　安裝JXTA開發(fā)庫　164
7.6　JXTA開發(fā)入門　164
7.6.1　HelloWorld　164
7.6.2　創(chuàng)建和加入點組　172
7.6.3　使用管道進行通信　177
7.6.4　JXTA套接字　188
7.7　本章總結(jié)　195
7.8　練習題　196
第8章　P2P文件共享系統(tǒng)開發(fā)　197
8.1　P2P文件共享概述　197
8.2　BitTorrent文件共享系統(tǒng)實現(xiàn)分析　197
8.2.1　BitTorrent協(xié)議分析　198
8.2.2　BitTorrent下載部署　200
8.2.3　BitTorrent種子文件分析　205
8.2.4　Tracker服務器實現(xiàn)　208
8.2.5　BitTorrent客戶端實現(xiàn)　209
8.3　使用Python實現(xiàn)P2P文件共享　210
8.3.1　系統(tǒng)設計　210
8.3.2　命令處理　210
8.3.3　共享文件列表　211
8.3.4　文件傳輸模塊　211
8.3.5　實現(xiàn)代碼分析　211
8.4　本章總結(jié)　216
8.5　練習題　217
第9章　P2P全文檢索系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)　218
9.1　系統(tǒng)目標　218
9.1.1　系統(tǒng)背景　218
9.1.2　系統(tǒng)建設目標及原則　219
9.1.3　軟件支撐環(huán)境　219
9.1.4　功能性目標　220
9.1.5　性能性目標　221
9.2　系統(tǒng)原理　222
9.2.1　本地關(guān)鍵字處理　223
9.2.2　P2P網(wǎng)絡路由　229
9.3　系統(tǒng)設計　234
9.3.1　靜態(tài)模型　234
9.3.2　動態(tài)模型　238
9.3.3　接口設計　242
9.4　程序示例　242
9.4.1　虛節(jié)點路由表的接口函數(shù)　242
9.4.2　虛節(jié)點路由表的代碼實現(xiàn)　243
9.5　系統(tǒng)分析　263
9.5.1　系統(tǒng)的擴展性　263
9.5.2　系統(tǒng)安全性分析　263
9.5.3　虛節(jié)點內(nèi)部的路由機制問題　264
9.6　本章總結(jié)　265
9.7　練習題　266
第10章　使用JXTA設計P2P即時消息系統(tǒng)　267
10.1　即時通信系統(tǒng)簡介　267
10.1.1　即時通信系統(tǒng)的起源及發(fā)展　267
10.1.2　即時通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析　268
10.2　用JXTA開發(fā)即時通信系統(tǒng)　269
10.3　XCHAT系統(tǒng)設計　269
10.3.1　模塊設計　269
10.3.2　協(xié)議設計　270
10.4　XCHAT系統(tǒng)實現(xiàn)　270
10.4.1　本地好友列表的實現(xiàn)　270
10.4.2　好友信息維護模塊的實現(xiàn)　271
10.4.3　用戶界面模塊的實現(xiàn)　277
10.4.4　信息發(fā)送模塊的實現(xiàn)　284
10.5　本章總結(jié)　288
10.6　練習題　288
第11章　P2P與多媒體通信　289
11.1　VoIP通信基礎(chǔ)　289
11.1.1　VoIP系統(tǒng)概念　289
11.1.2　H.323協(xié)議　291
11.1.3　SIP協(xié)議　292
11.1.4　RTP協(xié)議　294
11.1.5　RTSP協(xié)議　294
11.2　P2P和SIP的結(jié)合　295
11.2.1　P2P和SIP結(jié)合方案分析　296
11.2.2　基于Pastry設計P2P-SIP系統(tǒng)　299
11.2.3　P2P-SIP系統(tǒng)的安全問題　302
11.3　P2P流媒體系統(tǒng)概念　304
11.3.1　流媒體內(nèi)容發(fā)布網(wǎng)絡技術(shù)　304
11.3.2　P2P流媒體系統(tǒng)概述　305
11.3.3　P2P流媒體系統(tǒng)架構(gòu)　305
11.3.4　目前現(xiàn)有系統(tǒng)　306
11.4　流媒體技術(shù)　306
11.5　設計P2P音視頻點播系統(tǒng)　307
11.5.1　多媒體數(shù)據(jù)壓縮　307
11.5.2　應用層QoS　307
11.5.3　應用層多播技術(shù)　307
11.5.4　流媒體同步技術(shù)　308
11.5.5　PeerCast實現(xiàn)分析　308
11.5.6　改造BitTorrent成為流媒體系統(tǒng)　312
11.6　本章總結(jié)　312
11.7　練習題　312