[发明专利]一种基于结构化P2P应用服务平台及其实现方法

说明书

技术领域

本发明为一种基于结构化P2P应用服务平台及其实现方法，属于计算机网络的系统平台领域。

背景技术

P2P技术经过若干年的快速发展，已经在当今的Internet中得到了广泛的应用。目前的应用主要集中在两个方面，一方面是提供文件或元数据的存储服务，从开始集中式的音乐文件P2P服务Napster到完全分布式的Gnutella，Freenet，以及一些文件共享系统，如CFS(Cooperative FileSystem)，PAST，OceanStore，其中Napster是集中式结构，Gnutella和Freenet使用的是完全分布式的非结构化P2P，而CFS，PAST和OceanStore则采用了P2P中出现较晚的结构化P2P模型。P2P应用的另一方面是流媒体，它利用P2P技术在互联网上实现大规模流媒体的直播和点播服务。最早的P2P视频直播系统是由卡耐基梅隆大学张辉等人开发的端系统组播(End System Multicast，ESM)。该系统把所有用户节点组成一棵以流媒体服务器为根节点的应用层组播树，通过用户节点上的数据中继，实现多媒体数据的实时传输。P2P直播技术进入商业阶段的标志是CoolSreaming系统的成功。2004年欧洲杯期间，香港科技大学张欣研等人开发的CoolSreaming原型系统在Planet Lab上试用获得成功。在CoolSreaming的鼓舞下，中国流媒体直播技术的发展非常迅速，目前国内已有超过10家网站采用自行研发的软件提供P2P流媒体直播业务，包括PPLive、PPstream、QQLive、UUsee、Rox、Mysee等。流媒体P2P系统大多采用的是一种非结构化P2P模型。

现有的这两种主要应用考虑的都是一种面向特定应用，从而开发出的系统平台方案，而没有考虑到应用之间的共同特点，可以根据这个共同点开发出一个通用的P2P系统平台，为所有应用提供服务。

目前比较成熟的结构化P2P(即DHT)模型主要包括CAN、Chord、Pastry、Tapestry、Kademlia等。虽然各种模型的具体路由方法和节点组织方案有所不同，但总体来说，结构化P2P都是使用Hash对服务信息和节点进行编码，形成一定的编码空间，然后根据此编码空间对信息进行明确的查找，它可以在有限的跳数内(O(log_kN)，其中k是一个与路由表设置相关的参数，N为网络中总节点数)到达目的节点。相比于非结构化P2P，结构化P2P拓扑开销小，节点互相访问更加方便，此外，由于每个节点的路由表中有多个表项，即每个节点在Overlay上与多个节点间存在连接，因此具有较强的容错性，在网络动态变化的情况下仍然能够保证信息的可靠传输。

下面以Chord为例介绍一下结构化P2P的节点组织方式和信息查找的路由过程。

Chord使用一个定长m位的标识符来标识每个节点，节点按标识符从小到大顺时针组成一个环形结构，如图1所示，节点加入Chord时随机产生(如哈希IP地址)一个标识符Nodeld，根据此Nodeld由网络中已有的引导节点通过寻路找到维护此Nodeld所在区域的目标节点，划分它的区域给新节点，更新其路由表，并帮助新节点建立一个新的路由表，称为finger表，其中包括m个后继节点和一个前驱节点，前驱节点即Nodeld比本节点小的最近节点，设本节点Nodeld为n，则m个后继节点分别为Nodeld大于n+2⁰，n+2¹，...，n+2^m的第一个节点，图中例举了Nodeld为8的节点的finger表(m＝6)。

进行信息的插入和查找时，由信息的关键字key哈希得到一个标识ID，由发起的节点从其后继表中选取Nodeld小于此ID的最接近的节点，然后由此节点继续按同样的方式进行寻路，直到某个节点发现此ID在本节点Nodeld和其前驱节点的Nodeld之间，则由此节点进行信息的插入和查找操作。图1例举了由Nodeld为8的节点N8查找ID为54的信息的寻路过程。

当前具有代表达性的结构化P2P平台主要有下面两个。

1.OpenDHT