P2P技術(shù)全面解析

第一部分 P2P基本概念
第1章 P2P技術(shù)基本概念 3
1.1 P2P網(wǎng)絡(luò)的定義 3
1.2 P2P的特點 4
1.3 P2P的功能和對應(yīng)技術(shù) 5
1.4 P2P的主要應(yīng)用 6
1.5 P2P技術(shù)發(fā)展歷史及前景 7
1.5.1 P2P的發(fā)展歷史 7
1.5.2 發(fā)展前景 8
1.6 相關(guān)標(biāo)準 9
1.6.1 IETF組織制定的標(biāo)準 9
1.6.2 中國通信標(biāo)準化協(xié)會(CCSA)制定的標(biāo)準 10
1.6.3 美國分布式計算產(chǎn)業(yè)協(xié)會(DCIA)的P4P標(biāo)準 10
1.6.4 中國P2P標(biāo)準化工作組的DDP標(biāo)準 10
第2章 主流P2P應(yīng)用 11
2.1 文件共享 11
2.1.1 Napster 11
2.1.2 Gnutella 12
2.1.3 BitTorrent 14
2.1.4 eMule 16
2.1.5 Maze 17
2.2 即時通信 18
2.2.1 Skype 18
2.2.2 GTalk 19
2.2.3 QQ 20
2.3 流媒體 20
2.3.1 PPLive 20
2.3.2 PPStream 21
2.3.3 AnySee 22
2.4 共享存儲 22
2.4.1 CFS 22
2.4.2 Total Recall 23
2.4.3 OceanStore 23
2.4.4 Granary 24
2.5 對等計算與協(xié)同處理 24
2.5.1 SETI@home 24
2.5.2 Groove 25
參考文獻 25
第二部分 P2P原理分析
第3章 P2P網(wǎng)絡(luò)模型概述 29
3.1 常見網(wǎng)絡(luò)模型 29
3.1.1 隨機網(wǎng)絡(luò) 29
3.1.2 規(guī)則網(wǎng)絡(luò) 30
3.1.3 小世界網(wǎng)絡(luò) 31
3.2 集中目錄式P2P網(wǎng)絡(luò)模型 33
3.2.1 原理簡介 33
3.2.2 典型應(yīng)用：BitTorrent 34
3.3 純P2P網(wǎng)絡(luò)模型 35
3.3.1 純P2P非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)模型 36
3.3.2 純P2P結(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)模型 38
3.4 分層式P2P網(wǎng)絡(luò)模型 39
3.4.1 原理簡介 39
3.4.2 查詢機制 40
3.4.3 簇管理 40
3.4.4 性能分析 40
參考文獻 41
第4章 P2P網(wǎng)絡(luò)中的資源定位方法 43
4.1 資源搜索算法 43
4.1.1 盲目搜索算法 43
4.1.2 啟發(fā)式智能搜索算法 53
4.2 資源查詢算法 55
4.2.1 關(guān)鍵字查詢 56
4.2.2 向量空間模型的檢索方案 58
4.2.3 隱含語義的檢索方案 60
參考文獻 61
第5章 結(jié)構(gòu)化P2P系統(tǒng)的算法 64
5.1 分布式散列表(DHT) 64
5.1.1 DHT背景 64
5.1.2 DHT原理 64
5.1.3 DHT功能及實現(xiàn) 65
5.2 DHT的分類 66
5.2.1 Multi-hop DHT 66
5.2.2 O(1)DHT 66
5.2.3 One-hop DHT 66
5.3 DHT算法選講 66
5.3.1 Chord 66
5.3.2 Pastry 73
5.3.3 CAN[6] 79
5.3.4 Kademlia 83
5.3.5 Kelips[9] 88
5.3.6 Beehive 92
5.3.7 One-hop[12] 95
5.3.8 D1HT[13] 98
參考文獻 99
第6章 DHT網(wǎng)絡(luò)中的負載均衡和可靠性 101
6.1 DHT網(wǎng)絡(luò)中的負載均衡概述 101
6.2 DHT負載均衡算法 103
6.2.1 改變節(jié)點ID的負載均衡算法 103
6.2.2 移動資源的負載均衡算法 105
6.2.3 虛擬節(jié)點的負載均衡算法 105
6.2.4 熱點問題的解決[12～14] 111
6.3 DHT網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)可靠性 112
6.3.1 DHT網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)冗余機制 113
6.3.2 DHT網(wǎng)絡(luò)中的冗余數(shù)據(jù)分發(fā)機制 114
6.3.3 DHT網(wǎng)絡(luò)中的錯誤檢查及一致性維護機制 118
6.3.4 DHT網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)恢復(fù)機制 120
6.3.5 DHT網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)的安全問題 121
參考文獻 121
第三部分 P2P技術(shù)應(yīng)用
第7章 P2P網(wǎng)絡(luò)中的NAT穿越技術(shù) 127
7.1 P2P網(wǎng)絡(luò)中的NAT穿越問題 127
7.1.1 NAT的原理與類型 127
7.1.2 常見NAT穿越解決方案 129
7.2 P2P網(wǎng)絡(luò)中典型NAT穿越技術(shù)詳解 131
7.2.1 P2P網(wǎng)絡(luò)中UDP穿越NAT的原理與實現(xiàn) 131
7.2.2 P2P網(wǎng)絡(luò)中TCP穿越NAT的原理與實現(xiàn) 138
7.2.3 P2P網(wǎng)絡(luò)中NAT的特性 141
7.3 基于P2P結(jié)構(gòu)的NAT穿越技術(shù) 143
7.3.1 Skype的NAT穿越方案 143
7.3.2 P2PSIP中ICE的解決方案 144
參考文獻 148
第8章 P2P網(wǎng)絡(luò)中的內(nèi)容分發(fā)技術(shù) 149
8.1 內(nèi)容分發(fā)技術(shù)分類 149
8.1.1 中心化服務(wù)器內(nèi)容分發(fā) 149
8.1.2 CDN網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容分發(fā) 150
8.1.3 P2P網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容分發(fā) 152
8.1.4 混合內(nèi)容分發(fā) 154
8.2 P2P中的內(nèi)容分發(fā)技術(shù) 155
8.2.1 內(nèi)容定位技術(shù) 155
8.2.2 內(nèi)容存儲技術(shù) 157
8.2.3 內(nèi)容分片技術(shù) 158
8.2.4 數(shù)據(jù)調(diào)度技術(shù) 160
8.2.5 P2P內(nèi)容分發(fā)系統(tǒng)舉例 163
8.3 編碼技術(shù) 164
8.3.1 網(wǎng)絡(luò)編碼概述 164
8.3.2 幾種主要的網(wǎng)絡(luò)編碼方式 167
8.3.3 網(wǎng)絡(luò)編碼的應(yīng)用 168
8.3.4 網(wǎng)絡(luò)編碼在P2P內(nèi)容分發(fā)中的作用 174
8.4 應(yīng)用層多播技術(shù) 175
8.4.1 應(yīng)用層多播簡介 175
8.4.2 P2P應(yīng)用層多播結(jié)構(gòu) 176
8.4.3 P2P應(yīng)用層多播系統(tǒng) 177
參考文獻 180
第9章 P2P VoIP的技術(shù)分析 183
9.1 VoIP概述 183
9.1.1 VoIP基本概念和原理 183
9.1.2 VoIP中的關(guān)鍵技術(shù) 184
9.2 P2P VoIP技術(shù) 189
9.2.1 P2P VoIP概述 189
9.2.2 P2P VoIP中的關(guān)鍵技術(shù) 189
9.3 Skype技術(shù) 191
9.3.1 Skype概述 191
9.3.2 Skype的工作原理 191
9.3.3 Skype的中繼系統(tǒng)研究 197
9.4 基于SIP的P2P VoIP 198
9.4.1 基于SIP的VoIP 198
9.4.2 基于SIP的P2P VoIP基本體系結(jié)構(gòu) 199
9.4.3 基于SIP的P2P VoIP高級問題 203
參考文獻 204
第四部分 P2P與電信網(wǎng)的結(jié)合
第10章 P2P與電信運營商 209
10.1 P2P對電信運營商的影響 209
10.2 電信運營商對P2P流量的監(jiān)管 211
10.2.1 P2P監(jiān)管問題概述 212
10.2.2 P2P流量識別技術(shù) 214
10.2.3 P2P流量控制技術(shù) 219
10.2.4 P2P流量監(jiān)控系統(tǒng)解決方案 219
10.3 電信運營商與P2P應(yīng)用的協(xié)作 222
10.3.1 基于網(wǎng)絡(luò)拓撲信息的協(xié)作方案 222
10.3.2 基于P2P Cache的協(xié)作方案 230
10.4 電信運營商對P2P技術(shù)的利用 234
10.4.1 可運營、可管理的P2P網(wǎng)絡(luò) 234
10.4.2 發(fā)展P2P重疊網(wǎng)絡(luò)進行互聯(lián)網(wǎng)的分布式控制管理 236
10.4.3 分布式業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)(DSN) 241
10.4.4 P2P核心網(wǎng)平臺 243
參考文獻 244
第11章 P2PSIP 246
11.1 SIP 246
11.1.1 SIP簡介 246
11.1.2 傳統(tǒng)SIP會話流程 246
11.1.3 傳統(tǒng)SIP中的注冊機制 247
11.2 P2PSIP網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)及其實現(xiàn) 250
11.2.1 P2PSIP簡介 250
11.2.2 P2PSIP常用術(shù)語 251
11.2.3 P2PSIP網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 251
11.2.4 用戶注冊過程 255
11.2.5 用戶呼叫過程 256
11.3 P2PSIP的協(xié)議 257
11.3.1 RELOAD協(xié)議綜述 257
11.3.2 RELOAD的術(shù)語定義 259
11.3.3 RELOAD的覆蓋網(wǎng)絡(luò)管理需求及協(xié)議的設(shè)計 260
11.3.4 RELOAD協(xié)議支持的應(yīng)用概述及具體設(shè)計 273
11.3.5 RELOAD協(xié)議的安全考慮 278
11.4 P2PSIP的互聯(lián)互通問題 280
11.4.1 分級P2PSIP 280
11.4.2 P2PSIP與傳統(tǒng)SIP互通解決方案 283
參考文獻 283
第12章 P2P與IMS的結(jié)合 285
12.1 IMS概述 285
12.1.1 IMS基本概念 285
12.1.2 IMS框架和功能實體介紹 285
12.1.3 IMS與NGN、軟交換的關(guān)系 287
12.1.4 為什么選擇IMS 288
12.1.5 IMS的現(xiàn)狀 289
12.2 P2P與IMS網(wǎng)絡(luò)的融合 294
12.2.1 IMS如何和P2P融合 294
12.2.2 P2P引入IMS[8] 296
參考文獻 305
第五部分 P2P高級問題
第13章 P2P網(wǎng)絡(luò)中的安全問題 309
13.1 P2P應(yīng)用帶來的安全問題 309
13.1.1 知識產(chǎn)權(quán)問題 309
13.1.2 P2P應(yīng)用對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的威脅 311
13.2 P2P的安全需求 312
13.2.1 P2P應(yīng)用的安全需求 312
13.2.2 P2P網(wǎng)絡(luò)安全威脅與安全需求 313
13.2.3 P2P網(wǎng)絡(luò)攻擊之間的關(guān)系 316
13.3 P2P中的安全技術(shù) 318
13.3.1 認證 318
13.3.2 密鑰管理 323
13.3.3 P2P與路由安全 331
參考文獻 334
第14章 P2P網(wǎng)絡(luò)中的QoS 336
14.1 QoS綜述 336
14.1.1 QoS概念 336
14.1.2 QoS中的性能指標(biāo) 337
14.1.3 電信網(wǎng)的QoS 340
14.2 P2P QoS綜述 344
14.2.1 文件下載 345
14.2.2 流媒體 346
14.2.3 VoIP 347
14.3 P2P QoS機制與算法 349
14.3.1 測量機制與算法 349
14.3.2 節(jié)點選擇機制與算法 354
14.3.3 激勵機制與算法 357
14.3.4 覆蓋層路由 358
參考文獻 365
第15章 移動P2P(MP2P) 367
15.1 MP2P的重要性 367
15.2 無線環(huán)境的特點及Ad Hoc介紹 368
15.2.1 無線環(huán)境與有線環(huán)境的區(qū)別 368
15.2.2 Ad Hoc網(wǎng)絡(luò) 368
15.3 MP2P概述 371
15.3.1 MP2P的特點 371
15.3.2 MP2P的應(yīng)用前景 373
15.4 MP2P網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu) 374
15.4.1 集中式結(jié)構(gòu) 374
15.4.2 半分布式結(jié)構(gòu) 375
15.4.3 中間件體系結(jié)構(gòu) 376
15.5 MP2P性能分析 377
15.5.1 Gnutella及XL-Gnutella在無線環(huán)境中的性能分析 377
15.5.2 Chord在無線環(huán)境中的性能分析 391
15.5.3 流媒體在MP2P中的性能分析 397
15.6 本章總結(jié) 401
參考文獻 402
第16章 仿真和開發(fā) 404
16.1 PlanetLab 404
16.1.1 PlanetLab簡介 404
16.1.2 PlanetLab的典型應(yīng)用 405
16.1.3 組織原則 405
16.1.4 責(zé)任人和信任關(guān)系 407
16.2 OverSim 408
16.2.1 OverSim簡介 408
16.2.2 OverSim的平臺結(jié)構(gòu) 409
16.2.3 OverSim的開發(fā)環(huán)境 411
16.3 JXTA 422
16.3.1 JXTA簡介 422
16.3.2 JXTA的基本概念 422
16.3.3 JXTA的協(xié)議及其應(yīng)用體系結(jié)構(gòu) 425
16.3.4 JXTA開發(fā)環(huán)境 426
參考文獻 428