计算模式正在经历从客户机/服务器(client/server)模式到对等计算(peer-to-peer
亦简称P2P)模式转变
财富
杂志更将P2P列为影响Internet未来 4项科技的
P2P在移动性方面问题研究是当前学术界个热点不过当前2G移动通信网络技术还不足以成功地支撑P2P业务开展但是正在迅猛发展3G、WLAN、WiMax等无线宽带技术给P2P应用大规模部署在技术上提供了可能而当前全球超过20亿移动用户群体对P2P应用而言无疑是个巨大潜在市场
、引言Peertopeer业务
自1999年Napster推出后迅速普及成为对等计算重要成功例子自此的后越来越多P2P软件Software发布和应用步步验证了对等计算思想成功如Gnutella、Freenet、BitTorrent、KaZaA、Skype等等今天在固定互联网环境中对等计算应用已经超过Web应用成为占用互联网带宽最多网络应用其中代表系统KaZaA、Skype同时在线用户已超过数百万其发展的势愈演愈烈成为业界持续关注和探讨话题对于在2G、3G等移动蜂窝网络中开展P2P业务听起来非常诱人
全球蜂窝网用户超过20亿这是个极其庞大用户群体但是当前对于移动P2P研究才刚刚起步只有非常少量研究型测试试验对于移动运营商而言P2P被认为是对现有业务个极大威胁P2P甚至是“带宽杀手”代名词Napster、KaZaA等带来内容版权问题P2P本身安全问题等都让运营商们敬而远的但是P2P在固定IP网络所取得巨大成就以及随着新代无线通信技术如MIMO、OFDM、软件Software无线电等广泛采用新兴3G、WLAN、WiMax等无线通信技术能够在技术上(主要是无线带宽技术)支持P2P应用通信网络全IP化促使运营商开始对移动P2P业务产生了兴趣但是
固定IP网络和移动通信网络环境是很不相同Internet基本上是个平面网状结构P2P让Internet回归了对等自然本性在Internet中其管理机制是非常弱化而移动蜂窝网络完全沿袭电信网络基本特征:层次化组网模型、强管理性、以盈利为目运营商处于核心地位用户基本上是被动地接受业务可定制性非常弱而且固网网络环境也大大优于移动网络P2P业务是否能够简单地从固定IP网络平移到移动蜂窝网络呢？显然是不行
那么如何构建P2P业务能够同时满足运营商和用户需求呢？这是个很难回答问题本文旨在探索P2P业务在移动环境下部署可行性:第部分将简单介绍当前主流P2P技术基本特性以此来揭示它为什么在固定网络发展如此迅猛；第 2部分将着重分析P2P在移动蜂窝环境下应用所面临主要挑战并提出些相应对策2、P2P网络
特点目前,学术界、工业界对于P2P没有
个统定义通常认为P2P是种分布式网络网络参和者共享他们所拥有部分硬件资源(处理能力、存储能力、网络连接能力、打印机等)这些共享资源需要由网络提供服务和内容能被其它对等节点(Peer)直接访问而无需经过中间实体在此网络中参和者既是资源(服务和内容)提供者(Server)又是资源(服务和内容)获取者(Client)这里说P2P和通信网络经常涉及Po
toPo是完全区别两个概念Po to Po 通常代表点和点的间通信协议而本文所说peer to peer 被认为是个可以无限扩张覆盖网络(overlay)通常又称的为对等网络它般具备以下最基本特性1．非中心化
个纯P2P网络是没有中心服务节点所有peer既是客户机又是服务器这是P2P最本质特征的由此而带来了其在可扩展性、健壮性等方面巨大优势2．可扩展性
可扩展性被认为是P2P网络最重要
特性的理论上P2P网络不存在通信瓶颈可以被无限扩展3．健壮性
P2P架构天生具有耐攻击、高容错
优点由于服务是分散在各个结点的间进行部分结点或网络遭到破坏对其它部分影响很小4．高性价比
性能优势是P2P被广泛关注
个重要原因采用P2P架构可以有效地利用互联网中散布大量普通结点将计算任务或存储资料分布到所有结点上利用其中闲置计算能力或存储空间达到高性能计算和海量存储目通过利用网络中大量空闲资源可以用更低成本提供更高计算和存储能力对于对等计算系统而言
能够适应网络规模是项非常重要指标然而早期设计系统比如Gnutella和Napster在这方面都有定缺陷前者使用是不适合大规模系统洪泛策略后者引入了集中式目录管理当前主流P2P网络技术是基于DHT(分布式hash表算法)技术包括Tapestry、Pastry、Chord和Content-AddressableNetworks(CAN)在这些系统中首先通过定算法构造个结构化覆盖网络(例如环、超立方体)共享资源(比如文件)通过定HASH算法生成相应标识(ID)排列系统中每个结点都和个特定区段内标识关联并能保存相关联标识对应文件信息当分布式哈希表系统对标识进行查询时相应结点便会返回对应信息P2P最有影响力
用途主要有以下几种:●分布式计算；比如SETI@Home
Avaki、PopularPower；●文件和内容共享；例如Napster、Gnutella、eDonkey、emule、BitTorrent等；
●通信协作；例如:Skype
AOLchat等；●基于P2P方式
协同处理和服务共享平台例如JXTA、Magi、Groove、.NETMyService等从国外公司对P2P计算
支持力度来看Microsoft公司、Sun公司和Intel公司投入较大Microsoft公司成立了Pastry项目组主要负责P2P计算技术研究和开发工作2002年Intel发布了.Net基础架构的上AcceleratorKit(P2P加速工具包)和P2P安全API软件Software包从而使得微软.Net开发人员能够迅速地建立P2P安全Web应用
Sun公司以Java技术为背景开展了JXTA项目JXTA是基于Java开源P2P平台任何个人和组织均可以加入该项目3、P2P在移动蜂窝环境下
挑战和对策P2P在蜂窝网络
应用还处于设想和试探性阶段并没有大规模地应用有很多方面挑战阻碍着P2P业务从固定网络到移动通信网络业务平移本文将从技术和商业角度来分析这些问题1．技术方面
(1)业务流量
在固定数据网上
P2P通常被认为“宽带杀手”据相关权威机构统计报告表明在固定IP网络中有超过60%业务流量是由各种各样P2P业务产生图1显示是固定网络中业务流量分布情况
对于移动运营商而言
P2P产生巨大业务流量问题通常是他们最担心问题的对于移动通信网络而言无线资源非常宝贵如何在P2P业务和无线资源消耗的间取得种新平衡点是运营商需要首先解决问题纯粹P2P本身固有无中心化节点和无限可扩张性本性决定了把P2P业务简单从固定网络平移到移动通信网络将会是所有移动运营商恶梦比如:eMule文件共享系统被部署在当今GPRS网络当中可以预见为GPRS预留无线资源会被这些业务迅速地消耗掉其他业务比如WWW浏览基于GPRS移动增值业务可能面临无资源可用境地P2P业务产生业务流量问题将是对所有移动运营商个巨大挑战个合适对策是为了限制流量问题造成巨大影响对于P2P业务而言移动运营商应选择些节点的间业务流量较小P2P业务以及通过定思路方法限制这些节点的间信息流量比如说对于基于P2P文件共享系统不采用基于洪泛法构建P2P业务(Gnutella是洪泛式)节点的间共享文件被限制在定大小(比如说小于1M)(2)相对恶劣
信道环境和移动性蜂窝网络和固定网络的间
另外个巨大差异是它通信环境和移动性蜂窝网络中无线链路环境相对固定网络要恶劣得多经常可能无线信号多径衰落和信道拥塞等问题造成P2P节点的间连通性不能得到保障这在定程度上影响到P2P覆盖网络结构并由此会对P2P网络中查询、路由机制等带来定影响移动环境下节点频繁移动性对现有P2P业务而言也是个很大挑战会造成系列技术问题例如在移动通信网络中移动IP机制采用会在定程度上影响P2P网络固有覆盖结构P2P网络本质上是个应用层覆盖网移动IP机制采用作为应用层P2P网络不能及时地感知以至于它拓扑结构不能同步地适应物理网络调整过度频繁移动性在定条件下可能摧毁整个P2P网络结构让P2P业务不能正常运作有关这方面研究还很少但是移动性带来问题对于P2P业务影响将会是个重大挑战而基于C/S架构移动业务服务器往往是固定移动性对业务本身影响是不明显而P2P业务当中服务器是变化和动态种合适解决思路方法是进步研究移动性对P2P网络结构影响采用在移动环境下结构影响较小P2P业务来部署(3)移动设备
在移动蜂窝环境下开展P2P业务
另外个不可忽视问题是移动设备本身能力移动设备CPU处理能力、可用存储空间、电池使用时间限制等等和固定网络节点设备相比是有很大差距这使得它不适合现有很多成功P2P应用比如大文件传输和共享所以从这个角度上而言运营商在移动P2P业务部署方面应当把终端计算能力、存储能力、电池等方面原因考虑进去开展些“轻量级”P2P业务比如基于P2P协作移动办公业务以交互文字信息、简短多媒体信息、限制大小图片信息为主2．商业方面
(1)计费模式
3G网络和未来
4G网络主流业务将是移动多媒体业务现在基于SIPIMS核心网络架构被普遍认为是下代通信核心网标准模式IMS架构本质上是个C/S架构3GPP、3GPP2、ITU等标准化组织在构建这样个架构同时重点考虑问题是可管理和可运营性在移动通信网络中管理和计费是很重要事情在移动通信网络中部署P2P业务个主要障碍就是缺乏个合适计费模式P2P通常被认为是没有管理功能在移动环境下部署P2P业务首先要解决是计费问题有两种策略可以考虑:种是把P2P网络修改成种可管理网络纳入现有移动通信网络计费架构中去按照现有思路方法去计费；另种策略是保持P2P业务纯洁性采用简单而粗略计费方式比如“按流量计费”每月包流量小于200Mbit/s数据量收人民币100元过量话按照定计费模型收费总的计费对于任何在移动通信网络中部署业务来讲都是首先要考虑问题固定网络中P2P业务也开始考虑业务计费问题比如说数字版权带来支付问题在移动网络环境当中全面计费模式是其面临主要问题的(2)安全问题
网络社会和自然社会
样具有种自发地在无序和有序的间寻找平衡趋势P2P技术为网络信息共享带来了革命性改进而这种改进如果想要持续长期地为广大用户带来好处必须以不损害内容提供商基本利益为前提这就要求在不影响现有P2P共享软件Software性能前提下在定程度上实现知识产权保护机制目前已经有些P2P厂商和其它公司起在研究这样问题这也许将是下代P2P共享软件Software面临挑战性技术问题的安全问题对P2P网络而言是多方面
涉及到通信安全、内容安全、网络安全、数字版权等很多方面Napster和KaZaA等都内容版权方面法律问题而为世人所熟知对于移动运营商而言P2P业务可能带来安全问题是他们所面临最大挑战的固定网路P2P业务所带来法律问题是绝对不能出现在移动蜂窝网络中这种风险对运营商而言是可怕所以DRM(数字版权管理)问题、P2P网络垃圾信息过滤、P2P网络病毒隔离、P2P网络本身结构安全问题都是必须解决这对移动运营商而言是个最大挑战
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