基于移動互聯(lián)網(wǎng)的P2P技術(shù)研究

1、 中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會 課題編號：課題編號：2008b312008b31 基于移動互聯(lián)網(wǎng)的基于移動互聯(lián)網(wǎng)的 p2pp2p 技術(shù)研究技術(shù)研究 20082008 年年 7 7 月月 研研 究究 報報 告告 要要 點點 移動網(wǎng)絡(luò)與固網(wǎng)的迅速發(fā)展催生了它們的融合，即移動互聯(lián)網(wǎng)。近年來，移移動網(wǎng)絡(luò)與固網(wǎng)的迅速發(fā)展催生了它們的融合，即移動互聯(lián)網(wǎng)。近年來，移 動網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展，與動網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展，與 p2pp2p 技術(shù)的融合使它成為人們關(guān)注的熱點。本研究報告技術(shù)的融合使它成為人們關(guān)注的熱點。本研究報告 首先給出了移動互聯(lián)網(wǎng)的中首先給出了移動互聯(lián)網(wǎng)的中 p2pp2p 技術(shù)發(fā)展過程，隨后分析

2、了移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展過程，隨后分析了移動互聯(lián)網(wǎng) p2pp2p 技術(shù)技術(shù) 在國內(nèi)外的現(xiàn)狀，并詳細討論了移動互聯(lián)網(wǎng)中在國內(nèi)外的現(xiàn)狀，并詳細討論了移動互聯(lián)網(wǎng)中 p2pp2p 關(guān)鍵技術(shù)。關(guān)鍵技術(shù)。 報告第四章分析了移動互聯(lián)網(wǎng)報告第四章分析了移動互聯(lián)網(wǎng) p2pp2p 技術(shù)的市場需求、業(yè)務(wù)模式，并給出發(fā)展技術(shù)的市場需求、業(yè)務(wù)模式，并給出發(fā)展 移動互聯(lián)網(wǎng)移動互聯(lián)網(wǎng) p2pp2p 產(chǎn)業(yè)的影響因素，包括積極因素和消極因素。產(chǎn)業(yè)的影響因素，包括積極因素和消極因素。 報告第五章給出了移動互聯(lián)網(wǎng)報告第五章給出了移動互聯(lián)網(wǎng) p2pp2p 技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化建議，希望能對我國移動互技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化建議，希望能對我國移動互 聯(lián)網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)

3、 p2pp2p 產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到推動和促進作用。產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到推動和促進作用。 （技術(shù)工作委員會、工作組名稱）中國移動互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用協(xié)議特別組（技術(shù)工作委員會、工作組名稱）中國移動互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用協(xié)議特別組 tc2tc2 研究單位：研究單位： 北京郵電大學(xué)、武漢郵電科學(xué)研究院北京郵電大學(xué)、武漢郵電科學(xué)研究院 項目完成人：宋美娜項目完成人：宋美娜、李偉、李偉 項目參加人：陳輝、郭志云、呂月梅、魏明亮、王華松、楊靜波、吳廷良項目參加人：陳輝、郭志云、呂月梅、魏明亮、王華松、楊靜波、吳廷良 完成日期：完成日期： 20082008 年年 1010 月月 1 1 日日 目 錄 前言前言.1 縮略語縮略語.2 1.p

4、2p 技術(shù)的發(fā)展和演變技術(shù)的發(fā)展和演變.3 1.1.p2p 技術(shù)在互聯(lián)網(wǎng)上的發(fā)展.3 1.2.p2p 技術(shù)對電信網(wǎng)絡(luò)的影響.4 1.2.1.對城域網(wǎng)、骨干網(wǎng)的影響.4 1.2.2.對接入網(wǎng)的影響.6 1.3.p2p 技術(shù)應(yīng)用于移動互聯(lián)網(wǎng).6 1.3.1.p2p 技術(shù)應(yīng)用于移動互聯(lián)網(wǎng)所面臨的挑戰(zhàn).6 1.3.2.p2p 技術(shù)在移動互聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用.7 2.移動互聯(lián)網(wǎng)移動互聯(lián)網(wǎng) p2p 技術(shù)發(fā)展國內(nèi)外現(xiàn)狀技術(shù)發(fā)展國內(nèi)外現(xiàn)狀.8 2.1.歐盟移動互聯(lián)網(wǎng) p2p 技術(shù)的發(fā)展.8 2.2.美國移動互聯(lián)網(wǎng) p2p 技術(shù)的發(fā)展.8 2.3.日本移動互聯(lián)網(wǎng) p2p 技術(shù)的發(fā)展.9 2.4.國內(nèi)移動互聯(lián)網(wǎng) p2p

5、 技術(shù)的發(fā)展.10 2.5.移動互聯(lián)網(wǎng) p2p 業(yè)務(wù)現(xiàn)狀總結(jié).11 3.基于移動互聯(lián)網(wǎng)的基于移動互聯(lián)網(wǎng)的 p2p 關(guān)鍵技術(shù)研究關(guān)鍵技術(shù)研究.11 3.1.基于移動互聯(lián)網(wǎng)的 p2p 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu).11 3.1.1.集中式架構(gòu).12 3.1.2.半分布式架構(gòu).13 3.2.基于移動互聯(lián)網(wǎng)的 p2p 網(wǎng)絡(luò)資源發(fā)現(xiàn)技術(shù).17 3.2.1.基于現(xiàn)有 p2p 系統(tǒng)向移動網(wǎng)絡(luò)延伸.17 3.2.2.基于移動通信網(wǎng)絡(luò)的特點對 p2p 算法進行改進.20 3.3.基于移動互聯(lián)網(wǎng)的 p2p 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分發(fā)技術(shù).21 3.3.1.移動數(shù)據(jù)分發(fā)技術(shù)概述.21 3.3.2.移動數(shù)據(jù)分發(fā)技術(shù)的研究意義.21 3.3.3.移

6、動環(huán)境下的數(shù)據(jù)分發(fā)關(guān)鍵技術(shù)的研究.22 3.4.基于移動互聯(lián)網(wǎng)的 p2p 網(wǎng)絡(luò)跨層優(yōu)化技術(shù).26 3.4.1.基于移動網(wǎng)絡(luò)接入的節(jié)點跨層優(yōu)化.26 3.4.2.基于移動 ad hoc 網(wǎng)絡(luò)的移動 p2p 跨層優(yōu)化技術(shù).27 3.5.基于移動互聯(lián)網(wǎng)的 p2p 網(wǎng)絡(luò)中的 nat/firewall穿越技術(shù).28 3.5.1.nat/firewall 問題概述.28 3.5.2.nat 分類.29 3.5.3.nat/firewall 解決方案39.31 3.6.基于移動互聯(lián)網(wǎng)的 p2p 網(wǎng)絡(luò)性能評價研究.33 3.6.1.移動 p2p 文件共享系統(tǒng)的流量特性.33 3.7.基于移動互聯(lián)網(wǎng)的 p2p

7、網(wǎng)絡(luò)安全問題.36 3.7.1.無線互聯(lián)網(wǎng)中主要攻擊方式.36 3.7.2.移動互聯(lián)網(wǎng)中 p2p 技術(shù)存在的安全與隱私問題47 .38 3.7.3.移動互聯(lián)網(wǎng)中 p2p 技術(shù)安全相關(guān)技術(shù)研究.39 3.7.4.小結(jié).39 4.基于移動互聯(lián)網(wǎng)的基于移動互聯(lián)網(wǎng)的 p2p 業(yè)務(wù)分析業(yè)務(wù)分析.40 4.1.基于移動互聯(lián)網(wǎng)的 p2p 業(yè)務(wù)需求分析.40 4.2.基于移動互聯(lián)網(wǎng)的 p2p 業(yè)務(wù)模式分析.40 4.3.基于移動互聯(lián)網(wǎng)的 p2p 業(yè)務(wù)影響因素分析.41 4.3.1.積極因素分析.41 4.3.2.消極因素分析.41 4.4.需要重點解決的問題.43 5.基于移動互聯(lián)網(wǎng)的基于移動互聯(lián)網(wǎng)的 p2p

8、 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化建議技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化建議.45 5.1.現(xiàn)有國際標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn).45 5.2.標(biāo)準(zhǔn)化建議.47 6.參考文獻參考文獻.47 前言前言 據(jù)報道，目前互聯(lián)網(wǎng)上流量大部分為 p2p 引起的。而移動互聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展，為 p2p 技術(shù)在移動網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用帶來了很大的機遇。手機用戶，是一個用戶眾多、覆蓋面極廣的 主流通訊群體，p2p，是一種迅速崛起、應(yīng)用面極廣的網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)。當(dāng)兩者相遇，攜手 合作之時，可以預(yù)見它們能夠為我們提供更為廣泛、多樣的服務(wù)。雖然因為多種因素，致 使目前大多數(shù)的業(yè)務(wù)仍在測試階段，但移動 p2p 的前景和市場是顯而易見的。 移動 p2p 網(wǎng)絡(luò)由固定 p2p

9、 網(wǎng)絡(luò)演化而來，很多系統(tǒng)將成熟的面向固定網(wǎng)絡(luò)的 p2p 系統(tǒng)移植到移動網(wǎng)絡(luò)中。一些系統(tǒng)在此基礎(chǔ)上，根據(jù)移動網(wǎng)絡(luò)的特點對其進行優(yōu)化和 改進。移動終端可以通過 gprs 等移動通信網(wǎng)絡(luò)接入到移動互聯(lián)網(wǎng)中，也可以通過 wifi、藍牙等方式組成自組織網(wǎng)絡(luò)，接入到移動互聯(lián)網(wǎng)。 數(shù)據(jù)在 mp2p 網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點間的流動就是移動數(shù)據(jù)分發(fā)的過程。在移動環(huán)境下， 節(jié)點的移動頻繁使得網(wǎng)絡(luò)動態(tài)性更高，而且通信所用的無線網(wǎng)絡(luò)連通性差，連接不穩(wěn) 定。此外，移動設(shè)備的便攜性決定了它的處理能力有限，因而節(jié)點不能負荷過重。移 動環(huán)境下所采用的數(shù)據(jù)分發(fā)技術(shù)必須針對這些實際問題采取有效的應(yīng)對措施才能夠?qū)?現(xiàn)其分發(fā)數(shù)據(jù)的基本任務(wù)。

10、p2p 技術(shù)獨立于底層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，具有獨立的路由和資源定位的功能，為 p2p 系統(tǒng) 應(yīng)用于不同物理網(wǎng)絡(luò)提供了靈活性，同時也帶來系統(tǒng)效率問題。由此引出了基于移動 互聯(lián)網(wǎng)的 p2p 網(wǎng)絡(luò)跨層優(yōu)化技術(shù)。此外，本篇報告還對基于移動互聯(lián)網(wǎng)的 p2p 網(wǎng)絡(luò)中 nat 穿越技術(shù)、性能評價以及安全問題提出了基本解決方案。 總之，本篇研究報告從分析國內(nèi)外移動互聯(lián)網(wǎng)市場的最新進展入手，對移動 p2p 領(lǐng)域涉及的關(guān)鍵技術(shù)進行研究和分析，提出解決方案，并最終依據(jù)研究結(jié)果和解決方 案形成標(biāo)準(zhǔn)化建議，希望能對我國移動搜索領(lǐng)域的發(fā)展起到參考和推動作用。 縮略語縮略語 dhtdistributed hash table分布式哈

11、希表 ttltime to live生存周期 voipvoice over internet protocol dpideep packet inspection深度數(shù)據(jù)包檢測 adslasymmetric digital subscriber line非對稱數(shù)字用戶線路 vdslvery-high-bit-rate digital subscriber loop甚高速數(shù)字用戶環(huán)路 gprsgeneral packet radio service通用無線分組業(yè)務(wù) natnetwork address translation網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換 stunsimple traversal of udp t

12、hrough network address translators udp 對 nat 的簡單穿越 turntraversal using relay nat通過 relay 方式穿越 nat iceinteractive connecting establishment wmanwireless metropolitan area network無線城域網(wǎng) macmedium access control介質(zhì)訪問控制 wepwired equivalent privacy有線等價保密 ivinitialization vector初始化向量 crccyclic redundancv che

13、ck循環(huán)冗余校驗 sslsecure sockets lave安全套接字層 sshsecure shell tcgtrusted computing group可信任安全平臺模組 motionmobile teamwork infrastructure for organizations networking smasecret-sharing-based mutual anonymous基于秘密共享的雙向匿名機制 w3cworld wide web consortium qosquality of service服務(wù)質(zhì)量 drmdigital rights management數(shù)字版權(quán)管理

14、1. p2p 技術(shù)的發(fā)展和演變技術(shù)的發(fā)展和演變 1.1.p2p 技技術(shù)術(shù)在互在互聯(lián)聯(lián)網(wǎng)上的網(wǎng)上的發(fā)發(fā)展展 隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及程度越來越高，大量的計算機加入其中。在莫爾定律的作用下，連 接到因特網(wǎng)的計算機的處理能力和存儲能力越來越強，網(wǎng)絡(luò)帶寬也不斷提高，用戶業(yè)務(wù)需 求也從窄帶向?qū)拵Ф嗝襟w類業(yè)務(wù)發(fā)展。在低速網(wǎng)絡(luò)時代，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用基于客戶機/服務(wù)器 （c/s）架構(gòu)，具有強大處理能力的服務(wù)器處于網(wǎng)絡(luò)的核心，服務(wù)器側(cè)具有龐大的計算資源 和網(wǎng)絡(luò)帶寬，可以同時為許多用戶服務(wù)，個人用戶只能作為訪問網(wǎng)絡(luò)的終端，不可能為其 他人提供服務(wù)。在高速網(wǎng)絡(luò)時代，隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)帶寬的不斷提高，各種寬帶業(yè)務(wù)， 尤其是多媒體業(yè)

15、務(wù)需要消耗巨大的服務(wù)器資源和網(wǎng)絡(luò)資源，傳統(tǒng)的客戶機/服務(wù)器（c/s） 架構(gòu)面臨巨大挑戰(zhàn)。與此同時，計算機終端的性能在不斷提高，很多網(wǎng)絡(luò)終端也具有一定 的服務(wù)能力，通過將網(wǎng)絡(luò)邊緣龐大的計算資源和網(wǎng)絡(luò)資源整合起來，能夠提供比集中式服 務(wù)器更加強大的服務(wù)能力?；谶@樣的思想，各種 p2p 應(yīng)用迅速興起。 1999 年，正在美國東北大學(xué)就讀的肖恩范寧（shawn fanning）開發(fā)出第一個 p2p 文件共享軟件 napster，就迅速在 mp3 音樂愛好者中傳播開來。人們可以通過 napster 在網(wǎng) 絡(luò)上搜索自己需要的音樂，并可以從任意一臺使用 napster 的互聯(lián)網(wǎng)計算機上下載。p2p 技 術(shù)

16、使參與網(wǎng)絡(luò)中的各計算機終端能夠相互提供服務(wù)，從而減少對服務(wù)器的依賴。 napster 的興起吸引了學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注，大量的科研機構(gòu)、大學(xué)等團體加入到 p2p 技 術(shù)的研究中來，并產(chǎn)生了豐碩的成果。根據(jù) p2p 邏輯拓撲的特征，p2p 架構(gòu)可以分為以下 幾類： 集中式拓撲（centralized topology） 通過一系列的高性能服務(wù)器作為網(wǎng)絡(luò)中共享資源的目錄服務(wù)器，為查詢信息的節(jié)點 （peer）提供資源定位服務(wù)。該架構(gòu)維護簡單，發(fā)現(xiàn)效率高。但是因為存在中央服務(wù)器， 容易產(chǎn)生單點故障。napster 就是采用該架構(gòu)。 分布式非結(jié)構(gòu)化拓撲（decentralized unstructured

17、topology） 系統(tǒng)中沒有中央索引服務(wù)器，采用完全隨機圖的泛洪（flooding）搜索算法。peer 節(jié) 點生成一個查詢請求后，將該請求發(fā)送給所有的鄰居節(jié)點，如果鄰居節(jié)點中具有該節(jié)點所 要查詢的內(nèi)容，則與查詢的機器建立連接，如果不存在則其鄰居節(jié)點在自己的鄰居節(jié)點之 間繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)這個查詢請求，直到找到查詢內(nèi)容或 ttl 為 0。該拓撲結(jié)構(gòu)能夠較好的適應(yīng)網(wǎng) 絡(luò)的動態(tài)變化，具有較好的容錯能力，支持復(fù)雜查詢：如，帶有規(guī)則表達式的多關(guān)鍵詞查 詢、模糊查詢等。但基于泛洪的查詢請求將產(chǎn)生巨大的網(wǎng)絡(luò)流量，而且對稀有資源的查詢 成功率較低。采用這種拓撲的最典型案例是 gnutella。 分布式結(jié)構(gòu)化拓撲（de

18、centralized structure topology） 基于分布式散列表（dht）來組織網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點。存儲對象通過哈希算法被映射到一 個連續(xù)的散列表空間（該空間可以通過 128 位或 160 位的散列值來表示）中。該散列表空 間被多個塊，對每個節(jié)點分配一個散列塊，并成為這個散列塊的管理者。存儲對象根據(jù)名 字或關(guān)鍵詞通過相應(yīng)的哈希算法（如： sha-1）生成散列值，該散列值及存儲該對象的主 機地址等相關(guān)信息被存儲到管理該散列值所在散列塊的主機當(dāng)中。dht 結(jié)構(gòu)能夠適應(yīng)節(jié)點 的動態(tài)加入/推出，并提供精確查找，與泛洪法相比降低了查詢請求在網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生的帶寬， 具有良好的可擴展性。 半分布式拓撲

19、（partially decentralized topology） 該拓撲結(jié)構(gòu)介于中心化結(jié)構(gòu)和全分布式結(jié)構(gòu)之間，選擇處理能力強的節(jié)點作為超級節(jié) 點，處理能力較弱的節(jié)點作為葉子節(jié)點，圍繞在各超級節(jié)點周圍。每個葉子節(jié)點將自己的 共享文件的索引信息存儲在超級節(jié)點上，在處理查詢請求時，查詢請求僅在超級節(jié)點之間 轉(zhuǎn)發(fā)，網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)也僅由超級節(jié)點來維護。超級節(jié)點之間可以采用分布式非結(jié)構(gòu)化拓撲 或分布式結(jié)構(gòu)化拓撲。和集中式架構(gòu)相比，該架構(gòu)具有更好的可擴展性。和全分布式架構(gòu) 相比，該架構(gòu)充分考慮了節(jié)點的異構(gòu)性，降低了處理能力弱的節(jié)點的負荷。 和傳統(tǒng)的客戶端/服務(wù)器（client/server）結(jié)構(gòu)相比，p2

20、p 技術(shù)具有以下特點： 分布式 網(wǎng)絡(luò)中的資源和服務(wù)分散在所有節(jié)點上，信息的傳輸和服務(wù)的實現(xiàn)都是直接在節(jié)點之 間進行，避免可能出現(xiàn)的瓶頸，即便在集中式的 p2p 拓撲中，雖然查找資源、定位服務(wù)或 安全檢驗等環(huán)境需要集中是服務(wù)器的參與，但主要的信息交換最終仍然由主機來完成，大 大降低了對集中式服務(wù)器的資源和性能的要求。 可擴展性 在傳統(tǒng)的 c/s 架構(gòu)中，系統(tǒng)能夠容納的用戶數(shù)量受服務(wù)器能力的限制。為支持互聯(lián)網(wǎng) 上大量的用戶，需要使用大量高性能的服務(wù)器。在 p2p 網(wǎng)絡(luò)中，隨著用戶數(shù)量的增加，不 僅服務(wù)需求增加了，系統(tǒng)整體的資源和服務(wù)能力也在同步擴充。由于降低了對服務(wù)器的依 賴，很多 p2p 系統(tǒng)（

21、如：基于 dht 的結(jié)構(gòu)化 p2p 拓撲）可以拓展到數(shù)十億個節(jié)點參考文 獻。 健壯性 p2p 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)天生具有耐攻擊、高容錯的優(yōu)點。由于服務(wù)是分散在各個節(jié)點之間進行 的，部分節(jié)點或網(wǎng)絡(luò)遭到破壞對其他部分的影響很小，而且 p2p 疊加網(wǎng)一般在部分節(jié)點失 效的情況下能夠自動調(diào)整拓撲結(jié)構(gòu)，保持和其他節(jié)點的連通性。p2p 疊加網(wǎng)通常是以自組 織的方式建立起來，允許節(jié)點的自由加入和離開。 高性價比 采用 p2p 架構(gòu)可以有效地利用互聯(lián)網(wǎng)中散布的大量普通節(jié)點，將計算任務(wù)或存儲資料 分布到所有節(jié)點上，利用其中閑置的計算能力或存儲空間，達到高性能計算和海量存儲的 目的，通過利用網(wǎng)絡(luò)中的大量空閑資源，可以用更低

22、的成本提供更高的計算和存儲能力。 1.2.p2p 技技術(shù)對電術(shù)對電信網(wǎng)信網(wǎng)絡(luò)絡(luò)的影響的影響 1.2.1.對對城域網(wǎng)、骨干網(wǎng)的影響城域網(wǎng)、骨干網(wǎng)的影響 基于 p2p 技術(shù)的相關(guān)應(yīng)用充分利用了分布在網(wǎng)絡(luò)邊緣節(jié)點的處理能力和帶寬，提高了 吞吐量，同時也增加了電信網(wǎng)絡(luò)負荷。p2p 應(yīng)用占用了大量的網(wǎng)絡(luò)資源，對 ip 城域網(wǎng)和骨 干網(wǎng)產(chǎn)生強有力的沖擊，并導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)擁塞、性能下降，影響到其他網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的使用。按照 cachelogic 公司的調(diào)查，2006 年有近 70的帶寬被 p2p 通信占據(jù)（如*圖所示） 。 圖圖表表 1： ： 互互聯(lián)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)資絡(luò)資源使用情況源使用情況 cachelogic, 200

23、6 對中國運營商的調(diào)查進一步證實了上述統(tǒng)計數(shù)據(jù)。國內(nèi) p2p 應(yīng)用占用了電信運營商城 域網(wǎng) 50 70的流量，占用骨干網(wǎng) 5080的流量（如*圖所示） 。 圖圖表表 2： ： 國內(nèi)某省國內(nèi)某省電電信運信運營營商骨干網(wǎng)出口的流量分布商骨干網(wǎng)出口的流量分布 2006.12 目前，中國國內(nèi)的電信運營商主要采用與帶寬相關(guān)的包月收費和按時長收費的體制。 在傳統(tǒng)的客戶機服務(wù)器模式中，由于服務(wù)器的處理能力、帶寬等瓶頸限制了數(shù)據(jù)的傳輸能 力，而當(dāng) p2p 出現(xiàn)后，這個瓶頸被打破，使得數(shù)據(jù)流量迅速增加。p2p 應(yīng)用能夠吸納大量 的網(wǎng)絡(luò)帶寬，很多用戶 24 小時不間斷從互聯(lián)網(wǎng)上進行文件下載（如*圖所示） ，產(chǎn)生黑

24、洞效 應(yīng)。另外 p2p 作為 ip 網(wǎng)上的層疊網(wǎng)（overlay） ，與底層物理網(wǎng)絡(luò)拓撲無關(guān)，使得 p2p 應(yīng)用 不考慮數(shù)據(jù)的長途交換和跨域交換，增加了骨干網(wǎng)負荷并帶來了大量的網(wǎng)間流量。很多 p2p 應(yīng)用對網(wǎng)絡(luò)時延和網(wǎng)絡(luò)擁塞敏感性低，在網(wǎng)絡(luò)擁塞的狀態(tài)下仍然能夠繼續(xù)使用，從而 進一步惡化了網(wǎng)絡(luò)的運行狀態(tài)。 圖圖表表 3：國內(nèi)某省：國內(nèi)某省電電信運信運營營商骨干網(wǎng)出口的商骨干網(wǎng)出口的 p2p 流量流量 2006.12 為了降低 p2p 應(yīng)用對電信網(wǎng)絡(luò)的沖擊，電信運營商對 p2p 應(yīng)用程序采取反向工程，分 析 p2p 應(yīng)用程序的工作原理和業(yè)務(wù)流程，在接入網(wǎng)和城域網(wǎng)截取 ip 數(shù)據(jù)包并通過深度數(shù)據(jù) 包

25、檢測（dpi）技術(shù)解析 p2p 的協(xié)議，進而限制 p2p 占用的網(wǎng)絡(luò)帶寬，以達到對網(wǎng)絡(luò)流量 進行整形的目的。另外運營商也通過在城域網(wǎng)部署 cache 服務(wù)器的方式緩存點擊率高的數(shù) 據(jù)，以降低骨干網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)負荷。 1.2.2.對對接入網(wǎng)的影響接入網(wǎng)的影響 目前的接入網(wǎng)設(shè)計主要參考 c/s 架構(gòu)，用戶主要通過服務(wù)器來獲取數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳輸以 下行為主，接入網(wǎng)數(shù)據(jù)上下行傳輸速率是不對稱的。如：adsl, vdsl 等。接入網(wǎng)的非對 稱上下行數(shù)據(jù)傳輸速率已經(jīng)無法適應(yīng) p2p 應(yīng)用，尤其是當(dāng)運營商采用 p2p 網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)為 用戶提供服務(wù)的時候，總的上行速率遠遠低于總的下行速率，運營商不得不依賴于服務(wù)器 來彌

26、補上行速率的不足，這削弱了 p2p 的技術(shù)優(yōu)勢。p2p 技術(shù)的應(yīng)用對接入網(wǎng)也提出了新 的要求。 1.3.p2p 技技術(shù)應(yīng)術(shù)應(yīng)用于移用于移動動互互聯(lián)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng) 1.3.1.p2p 技技術(shù)應(yīng)術(shù)應(yīng)用于移用于移動動互互聯(lián)聯(lián)網(wǎng)所面網(wǎng)所面臨臨的挑的挑戰(zhàn)戰(zhàn) 隨著手機終端性能的不斷提高，在手機終端上直接應(yīng)用 p2p 業(yè)務(wù)無疑非常具有吸引力。 然而，同固定互聯(lián)網(wǎng)相比，移動互聯(lián)網(wǎng)具有的一些獨特的機制和特點，它們將會極大的影 響 p2p 技術(shù)在移動互聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用，甚至需要針對移動網(wǎng)絡(luò)對 p2p 系統(tǒng)進行專門的優(yōu)化和 設(shè)計。移動互聯(lián)網(wǎng)的特點主要包括以下幾個方面： 業(yè)務(wù)流量 對于移動通信網(wǎng)絡(luò)而言，無線資源非常寶貴。傳統(tǒng)的各

27、種 p2p 應(yīng)用需要消耗大量的網(wǎng) 絡(luò)資源，如何在 p2p 業(yè)務(wù)和無線資源消耗之間取得一種新的平衡點是需要首先解決的問題。 另外，移動互聯(lián)網(wǎng)中數(shù)據(jù)傳輸采用上下行非對稱的方式，也影響 p2p 業(yè)務(wù)的應(yīng)用。 相對惡劣的信道環(huán)境 蜂窩網(wǎng)絡(luò)和固定網(wǎng)絡(luò)之間的另外一個巨大差異是它的通信環(huán)境。蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的無線鏈 路環(huán)境相對固定網(wǎng)絡(luò)要惡劣得多，經(jīng)?？赡芤驗闊o線信號的多徑衰落和信道擁塞等問題造 成 p2p 節(jié)點之間的連通性不能得到保障，這在一定程度上影響到 p2p 疊加網(wǎng)邏輯拓撲的穩(wěn) 定性，并由此會對 p2p 網(wǎng)絡(luò)中的查詢、路由機制等帶來一定的影響。 移動設(shè)備有限的處理能力 移動設(shè)備的 cpu 的處理能力、可用的

28、存儲空間、電池使用時間等限制和固定網(wǎng)絡(luò)終端 相比有很大差異。移動設(shè)備自身的資源限制使得其不可能像傳統(tǒng) p2p 中的節(jié)點那樣，長時 間扮演服務(wù)器的角色，另外在移動網(wǎng)絡(luò)中，用戶還必須同時考慮貢獻或轉(zhuǎn)發(fā)資源過程中所 消耗的電池能量。 移動性 移動環(huán)境下節(jié)點的頻繁移動性對現(xiàn)有的 p2p 業(yè)務(wù)而言也是個很大的挑戰(zhàn)，會造成一系 列的技術(shù)問題。對移動 ad hoc 網(wǎng)絡(luò)，會導(dǎo)致拓撲的頻繁變化，甚至導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)不可用 終端操作系統(tǒng)不統(tǒng)一 目前手機終端的操作系統(tǒng)很多，主流操作系統(tǒng)包括 symbian、linux、windowsmobile 等，如果想在移動終端上使用 p2p 應(yīng)用，必須在不同操作系統(tǒng)上開發(fā)多種不同版

29、本的應(yīng)用 程序或者客戶端軟件，這需要各手機終端廠商針對各自平臺的應(yīng)用開放。 1.3.2.p2p 技技術(shù)術(shù)在移在移動動互互聯(lián)聯(lián)網(wǎng)中的網(wǎng)中的應(yīng)應(yīng)用用 一些企業(yè)和科研機構(gòu)對 p2p 技術(shù)應(yīng)用于移動互聯(lián)網(wǎng)進行了研究和探索，根據(jù) p2p 的業(yè) 務(wù)應(yīng)用可以劃分為以下幾類： 文件共享 在移動網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，通過 p2p 技術(shù)來共享移動終端中的文件 voip 通過在手機上安裝 p2p 軟件來提供 voip 業(yè)務(wù)。 （和記黃浦的歐洲 3 公司在 3g 手機上 預(yù)裝 skype 軟件，來提供 voip 業(yè)務(wù)） 視頻流媒體 一些研究機構(gòu)提出利用移動 p2p 網(wǎng)絡(luò)進行可靠的視頻共享業(yè)務(wù) 游戲 一些研究機構(gòu)嘗試?yán)?p2p

30、 網(wǎng)絡(luò)提供無線網(wǎng)絡(luò)游戲 協(xié)同工作 基于 p2p 技術(shù)提供電子白板等工具作為協(xié)同辦公的手段。 2. 移動互聯(lián)網(wǎng)移動互聯(lián)網(wǎng) p2p 技術(shù)發(fā)展國內(nèi)外現(xiàn)狀技術(shù)發(fā)展國內(nèi)外現(xiàn)狀 現(xiàn)在越來越多的公司已經(jīng)開始關(guān)注移動 p2p 領(lǐng)域了，通信巨頭 nokia 進入手機網(wǎng)絡(luò)的 p2p 文件交換技術(shù)開發(fā)，就預(yù)示著這一切。不過，移動 p2p 領(lǐng)域仍然是一個全新領(lǐng)域，大 部分的應(yīng)用目前基本都還處在測試階段，沒有進入大規(guī)模實際應(yīng)用。移動 p2p 的功能基本 主要應(yīng)用于文件共享，如鈴聲、圖片、游戲、音樂、電影預(yù)覽和無線增殖服務(wù)等。 2.1.歐盟移歐盟移動動互互聯(lián)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng) p2p 技技術(shù)術(shù)的的發(fā)發(fā)展展 在歐盟方面，諾基亞作為行業(yè)

31、巨頭，研發(fā)中心一直關(guān)注著移動 p2p 技術(shù)的發(fā)展。愛立 信也早在 2005 年就開始了在這片領(lǐng)域的開拓，與數(shù)字音樂領(lǐng)域的老牌 p2p 公司 napster 攜 手一起提供音樂下載訂購服務(wù)。 symbian 平臺上的 p2p 應(yīng)用 2004 年，諾基亞開始著手研究移動 p2p 領(lǐng)域，與匈牙利的布達佩斯技術(shù)經(jīng)濟大學(xué)合作 開發(fā)適用于手機網(wǎng)絡(luò)的 p2p 文件交換技術(shù)。 諾基亞的手機軟件方面，也在該領(lǐng)域保持著與時俱進。時下比較流行的手機網(wǎng)絡(luò)音樂 下載軟件 peerbox 有基于 symbian 第二版的版本，適用于 nokia 3230， 6680，6681，6682，n90 等。也有基于 symbia

32、n 第三版的版本，適用于 nokia 3250，5500，6120 classic， n93，n93i，n95 等型號的諾基亞手機。 2006 年 3 月 29 日， “2006 全球 ngn 高峰論壇”上，諾基亞公司相關(guān)專家稱 ims 是支持 p2p 通信的公認標(biāo)誰，并表示已針對目前的熱點 ims 業(yè)務(wù)開發(fā)出相關(guān)手機。ims 不僅是一 個移動的技術(shù)，對于固網(wǎng)和移動來說，也是一個融合的技術(shù)。 愛立信攜手 napster 提供數(shù)字音樂服務(wù) 2005 年 6 月，瑞典電訊裝備廠商愛立信和美國 napster 攜手宣布，它們聯(lián)合起來提供 面向全球范圍的手機用戶的數(shù)字音樂服務(wù)。 二家公司稱，它們將整合

33、它們的相關(guān)技術(shù)和數(shù) 字音樂資產(chǎn)，開發(fā)一種新服務(wù)，提供與 itunes 相似的音樂下載服務(wù)和訂購服務(wù)。它們將在 明年向全球的手機運營商提供這一服務(wù)。 越來越多的手機運營商都利用 musiwave、melodeo 等初創(chuàng)廠商的技術(shù)提供數(shù)字音樂服 務(wù)。為了更好地提供手機音樂服務(wù)，韓國最大的手機運營商最近已經(jīng)控股韓國最大的唱片 公司。此前，napster 已經(jīng)涉足手機領(lǐng)域，通過美國的一些手機運營商提供服務(wù)，并提供手 機鈴音下載服務(wù)。 2.2.美國移美國移動動互互聯(lián)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng) p2p 技技術(shù)術(shù)的的發(fā)發(fā)展展 在美國，行業(yè)內(nèi)的大小公司對移動 p2p 的領(lǐng)域的競爭也是此起彼伏，從以下三個例子 可見一斑。在業(yè)務(wù)方面

34、的嘗試也呈多樣性，有圖片和音樂的共享，有播客和點對點通話等 不同應(yīng)用。 nareos 發(fā)布手機 p2p 軟件 peerbox 可分享圖片和音樂 2006 年初，美國的 nareos 公司專注于提供移動網(wǎng)絡(luò)上的分布式內(nèi)容服務(wù)的解決方案， 已推出了基于手機 p2p 下載的服務(wù)peerbox，現(xiàn)在已有了 beta 版。它允許手機用戶通 過手機終端進入開放的 p2p 網(wǎng)絡(luò)，搜索和下載自己需要的資料，不過暫時只能提供音樂和 圖片服務(wù)。 用戶可以通過多種方式搜索自己需要的音樂，比如藝術(shù)家和歌名的搜索，nareos 的服 務(wù)器也會向用戶推薦免費或者付費的內(nèi)容。與網(wǎng)上的 p2p 不同，peerbox 通過指紋

35、識別技 術(shù)來識別音樂內(nèi)容版權(quán)，管理相當(dāng)嚴(yán)格。如果用戶下載的音樂是有版權(quán)的就必須付費。自 發(fā)行以來，該軟件得到不少用戶的喜愛。 melodeo 發(fā)布手機播客軟件 2005 年 8 月，從事 p2p 軟件生產(chǎn)的開發(fā)商 melodeo 宣布為手機用戶推出音樂服務(wù)。用 戶通過 melodeo 提供的播客軟件，就可以收聽自己喜歡的音樂。這種新的軟件，叫 mobilcast，允許手機用戶下載播客內(nèi)容。 在過去幾年里，播客在市場上贏得了用戶的青睞，但其對象僅限于 pc 和數(shù)碼播放器。 melodeo 推出的軟件使播客擴大到數(shù)百萬用戶，使手機進入播客的視野。melodeo 公司的 相關(guān)人士稱，手機是查詢和收聽

36、播客的一種完美工具，通過推出 mobilcast，手機用戶可以 得到適用于其它數(shù)碼媒體的相同播客體驗。 newbay 推出手機點對點軟件 2005 年 5 月 newbay 宣布推出一款名叫 foneshare 的手機點對點軟件，并在 2006 年作 為一項訂閱服務(wù)正式運營在一個私有的無線網(wǎng)絡(luò)上。 foneshare 是 newbay 軟件公司推出的一款應(yīng)用程序，它允許人們與陌生人共享其收藏 品，像鈴聲，圖片，游戲，音樂，電影預(yù)覽和其他的無線增值服務(wù)。2006 年 foneshare 已 作為一項訂閱服務(wù)正式推出，運行在一私有的無線運營網(wǎng)絡(luò)上，而共享活動必須通過由無 線運營商控制的網(wǎng)站，那真是

37、與 napster 相去千里。napster 不但免費，允許人們從儲存在 未知的數(shù)以百萬計的個人電腦上選擇數(shù)字音樂庫，依賴于公網(wǎng)的匿名性。 2.3.日本移日本移動動互互聯(lián)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng) p2p 技技術(shù)術(shù)的的發(fā)發(fā)展展 日本可以稱得上是移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)發(fā)展最好的國家之一，其移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)收入約占全 球 40%的份額，接近三分之一的日本人使用移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，其中 80%在 3g 終端上使用 移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)。同時，互聯(lián)網(wǎng) p2p 技術(shù)，如 winny、share 等軟件，在日本風(fēng)行，近日因 版權(quán)問題受到了一定程度的打壓。但說到移動 p2p，能找到的業(yè)務(wù)就少之又少了。在日本， 移動 p2p 目前只停留在研究機構(gòu)中。

38、 按照覆蓋網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)，當(dāng)前的移動 p2p 系統(tǒng)主要分為集中式系統(tǒng)、全分布式系統(tǒng)、 半分布式系統(tǒng)。在集中式系統(tǒng)方面，日本的 keio 大學(xué)聯(lián)合多所大學(xué)(tokyo，kyoto 等)和研 究機構(gòu)(ntt docomo，ericsson，hp 等)成立的 pucc(p2p universal computing consortium) 組織，提出了一個 p2p 網(wǎng)絡(luò)平臺，聲稱能在包括 internet、移動網(wǎng)絡(luò)、家庭網(wǎng)絡(luò)等在內(nèi)的各 種網(wǎng)絡(luò)間進行無縫通信，其 p2p 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)能支持純 p2p 網(wǎng)絡(luò)和混合式 p2p 網(wǎng)絡(luò)兩種組 網(wǎng)方式。該混合式 p2p 網(wǎng)絡(luò)由一個中心控制節(jié)點進行集中控制，網(wǎng)絡(luò)中所

39、有對等節(jié)點把其 自身和鄰居節(jié)點的信息匯報給控制節(jié)點，因而控制節(jié)點能理解整個網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，并提供 路由、安全、拓撲優(yōu)化等信息?？梢钥闯觯@種混合式 p2p 網(wǎng)絡(luò)采取集中式控制的方式， 因而具有集中式網(wǎng)絡(luò)自有的缺點，包括擴展性不強、控制節(jié)點易成為系統(tǒng)瓶頸、存在單點 失敗等。 2.4.國內(nèi)移國內(nèi)移動動互互聯(lián)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng) p2p 技技術(shù)術(shù)的的發(fā)發(fā)展展 國內(nèi)的創(chuàng)業(yè)者們也一直沒有放松對移動 p2p 領(lǐng)域的關(guān)注，距今最近的是 07 年推出的 訊播流媒體軟件。之前還有其他應(yīng)用的移動 p2p 業(yè)務(wù)的興起。中移動也于今年提出的 wiise 項目中提到會有一部分移動 p2p 方面的研究。中國業(yè)內(nèi)對移動 p2p 的興趣仍保

40、持相 當(dāng)?shù)臒岫取?高于 bt 的手機 p2p 流媒體軟件訊播（xunboo） 2007 年初，一款名為”迅播(xunboo)”的 p2p 網(wǎng)絡(luò)流媒體軟件出現(xiàn)，做為世界上首款面 向市場推廣的嵌入式 p2p 平臺，給業(yè)界帶來了一股新鮮的氣息。 迅播，是一個采用 p2p(peer to peer)分布式網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實現(xiàn)視頻流媒體即時傳輸觀看的 軟件系統(tǒng)。 “迅播”即取迅速播放觀看之意。系統(tǒng)建立在一整套跨系統(tǒng)環(huán)境中，同時可以支持 windows、windows mobile、linux、symbian 操作系統(tǒng)，豐富了用戶體驗。產(chǎn)品廣泛地應(yīng) 用于不同的市場，除了在傳統(tǒng) pc 領(lǐng)域，用戶還可以在手機、移動

41、終端等載體上享受到流 媒體播放帶來的移動電視全新體驗。 迅播獨創(chuàng)的跨平臺特性，使它成為了世界上首款支持手機 p2p 流媒體電視的系統(tǒng)，為 將來的 3g 應(yīng)用做好了充分準(zhǔn)備。采用 p2p 方式開展視頻服務(wù)可以大幅度降低服務(wù)器投資 和帶寬的成本，大幅度分流了原本集中在服務(wù)器上的流量壓力，對于電信運營商的網(wǎng)絡(luò)結(jié) 構(gòu)也是一個比較好的優(yōu)化，因為電信運營商的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)基本上是一個樹形，越接近接入層， 帶寬越大，而 p2p 技術(shù)合理地利用了接入網(wǎng)的帶寬，而不需要將流量壓力都集中到 idc 機 房內(nèi)。 滾石移動注資 ipeer 開發(fā)合法 p2p 下載服務(wù) 2006 年 9 月，專注于大中華地區(qū)數(shù)字音樂服務(wù)領(lǐng)導(dǎo)廠

42、商滾石移動集團對外宣布，完成 了對在線音樂業(yè)者 ipeer 多媒體國際公司(ipeer multimedia international ltd.)的投資，成為 ipeer 的主要股東之一。這次的注資活動，促成了兩者在大中華地區(qū)策略發(fā)展伙伴的結(jié)合， 對雙方加強數(shù)字音樂合作產(chǎn)生促進作用。 ipeer 旗下的達霖數(shù)位公司今年七月份宣布推出在線音樂平臺“ezpeer+” ，該平臺在臺 灣目前有 30 萬付費會員。隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及和寬帶技術(shù)的發(fā)展，以 p2p 技術(shù)為核心的軟 件產(chǎn)品正在為越來越多的網(wǎng)民所接受和喜愛。作為亞洲唯一提供合法 p2p 下載的公司，并 擁有專利保護的數(shù)字音樂版權(quán)管理機制(drm

43、)，達霖數(shù)位公司是目前臺灣最大合法 p2p 音 樂下載服務(wù)提供商，它提供了消費者交換音樂的合法渠道，讓 p2p 音樂愛好者能以合理 的價格享受合法數(shù)字音樂下載服務(wù)。 從滾石與 ipeer 的合作中，可以看到合法的 p2p 經(jīng)營模式，不單讓消費者交換音樂完 全合法，更可以大幅的提升在線音樂服務(wù)的質(zhì)量，并顯著的提高使用者的滿意度，讓用戶 有機會體驗移動的 p2p 服務(wù)。 中國第一款手機 p2p 搜索引擎正式發(fā)布 數(shù)據(jù)存儲隨著數(shù)據(jù)增加越來越貴，一旦某個環(huán)節(jié)出現(xiàn)崩潰，整個企業(yè)就面臨危機。使 用移動 p2p，數(shù)據(jù)分別存儲在各個節(jié)點上，發(fā)揮了 p2p 網(wǎng)上的全部直掛式存儲能力，不會 增加數(shù)據(jù)存儲的任何額開

44、支，是一種不可多得的選擇。愛玩它（） ，是國內(nèi) 一家研究 p2p 技術(shù)的公司，致力于將 p2p 技術(shù)應(yīng)用到無線領(lǐng)域。經(jīng)過一段時間的研發(fā)，愛 玩它已于 2005 年 8 月下旬正式發(fā)布中國第一款基于手機終端的 p2p 搜索引擎。 通過愛玩它的 p2p 搜索引擎，手機用戶將可以隨時隨地搜索到互聯(lián)網(wǎng)上網(wǎng)友們共享的 免費手機游戲、彩圖和弦、真唱 mp3 鈴聲、電子書籍等內(nèi)容，并且可以下載使用這些內(nèi)容。 目前愛玩它 p2p 搜索引擎只支持中國移動并開通 gprs 功能的手機用戶。 2.5.移移動動互互聯(lián)聯(lián)網(wǎng)網(wǎng) p2p 業(yè)務(wù)現(xiàn)業(yè)務(wù)現(xiàn)狀狀總結(jié)總結(jié) 手機用戶，是一個用戶眾多、覆蓋面極廣的主流通訊群體，p2p，

45、是一種迅速崛起、 應(yīng)用面極廣的網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)。當(dāng)兩者相遇，攜手合作之時，可以預(yù)見它們能夠為我們提供 更為廣泛、多樣的服務(wù)。雖然因為多種因素，致使目前大多數(shù)的業(yè)務(wù)仍在測試階段，但移 動 p2p 的前景和市場是顯而易見的。 多媒體內(nèi)容的移動發(fā)布下載 對于無線網(wǎng)絡(luò)音樂的下載，使用 p2p 技術(shù)解決方案將會是最佳的選擇，這會最大限度 地提高音樂下載速度、發(fā)布效率，并能大幅度地降低成本。 在線音樂的市場是巨大的，p2p 技術(shù)在手機 mp3 下載業(yè)務(wù)方面的應(yīng)用前景更是廣闊的， 而且下載更可以擴展到鈴聲、圖片、彩信等無線增值業(yè)務(wù)。手機 p2p 的出現(xiàn)，將會提供更 好的服務(wù)，并能大大降低運營商的成本。 手機 p

46、2p 網(wǎng)游平臺 手機 p2p 會在在線游戲方面大展拳腳。今天你也許會因自己沒有安裝游戲不能參加一 個多人游戲而苦惱，那么手機 p2p 的出現(xiàn)就能輕松解決這些問題，你可以同時從很多朋友 那里進行多點下載，從而盡快解決問題。 或許，我們將來可以看到一款手機 p2p 游戲，這款游戲的特點不像如今的各大線上游 戲那樣，服務(wù)端和客戶端分開存在，而是玩家在玩游戲的時候既是客戶端也是服務(wù)端，從 而能充分利用資源，你再也不會因網(wǎng)絡(luò)堵塞而郁悶，也不會抱怨服務(wù)商的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和服務(wù) 器太差了。 手機上的 skype 手機 p2p 在通話服務(wù)方面也許會給無線電話業(yè)帶來變革。有了手機 p2p，也許將來我 們與聯(lián)系者的通話

47、就是直接進行連接，而無需通過目前的基站。每一個手機都是一個終端， 也是一個中轉(zhuǎn)站。而且采用點對點技術(shù)，能保證高質(zhì)量的通話效果，但是它并不花費一分 錢，不會像目前運營商建立那么多基站需要花費巨大數(shù)量的資金。skype 目前在網(wǎng)絡(luò)電話 方面取得了驚人的成績，相信將來一定也會出現(xiàn)一款使用 p2p 技術(shù)的無線移動電話軟件。 在全球范圍內(nèi)，這三個作為代表的業(yè)務(wù)場景都已經(jīng)有了一定的嘗試。運營商、服務(wù)提 供商和廣大移動終端用戶都期待真正的移動 p2p 時代的到來。 3. 基于移動互聯(lián)網(wǎng)的基于移動互聯(lián)網(wǎng)的 p2p 關(guān)鍵技術(shù)研究關(guān)鍵技術(shù)研究 3.1.基于移基于移動動互互聯(lián)聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)的 p2p 網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)體系體系結(jié)結(jié)

48、構(gòu)構(gòu) 移動 p2p 網(wǎng)絡(luò)由固定 p2p 網(wǎng)絡(luò)演化而來，很多系統(tǒng)將成熟的面向固定網(wǎng)絡(luò)的 p2p 系統(tǒng) 移植到移動網(wǎng)絡(luò)中。一些系統(tǒng)在此基礎(chǔ)上，根據(jù)移動網(wǎng)絡(luò)的特點對其進行優(yōu)化和改進。根 據(jù) p2p 網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)劃分，基于移動互聯(lián)網(wǎng)的 p2p 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)可以分為集中式架構(gòu)、半 分布式架構(gòu)和面向 ad hoc 網(wǎng)絡(luò)的全分布式架構(gòu)。 3.1.1.集中式架構(gòu)集中式架構(gòu) 由 ntt docomo 和愛立信的研究人員共同提出了一個用于移動 p2p 通信的業(yè)務(wù)平臺1 2。該平臺結(jié)合了集中式架構(gòu)和全分布式 p2p 架構(gòu)，通過網(wǎng)關(guān)節(jié)點（gateway node）將全 分布式 p2p 架構(gòu)的節(jié)點連接到集中式架構(gòu)中，系

49、統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓撲如圖【9】所示。當(dāng)移動終端 通過 wifi、藍牙等連接方式，組成 ad-hoc 網(wǎng)絡(luò)時，以全分布式 p2p 網(wǎng)絡(luò)拓撲的形式通過 網(wǎng)關(guān)節(jié)點連接到集中式 p2p 系統(tǒng)中。當(dāng)移動終端通過 gprs/hsdpa 等移動網(wǎng)絡(luò)接入到互 聯(lián)網(wǎng)時，通過移動代理（mobile proxy）連接到集中式 p2p 系統(tǒng)中。 圖圖 4 在集中式 p2p 網(wǎng)絡(luò)中，控制節(jié)點（control node）是網(wǎng)絡(luò)的管理實體，提供名字解析 （name resolution） 、路由信息（route information） 、p2p 節(jié)點發(fā)現(xiàn)、網(wǎng)絡(luò)拓撲優(yōu)化、節(jié)點鑒 權(quán)和組播組的管理等功能。普通節(jié)點向控制節(jié)點進行注冊和登

50、陸，由控制節(jié)點維護該節(jié)點 的在線信息。普通節(jié)點通過控制結(jié)點提供的路由信息來找到其他的節(jié)點以進行數(shù)據(jù)通信。 控制節(jié)點解決了網(wǎng)絡(luò)的安全性問題，并阻止網(wǎng)絡(luò)被分割。網(wǎng)關(guān)節(jié)點向全分布式 p2p 節(jié)點提 供路由信息、節(jié)點鑒權(quán)和組播組管理等功能。 當(dāng)移動終端通過移動網(wǎng)絡(luò)接入到集中式 p2p 網(wǎng)絡(luò)的時候，由于處理能力、存儲能力、 電池等方面的限制，使其無法向普通 pc 那樣成為網(wǎng)絡(luò)中的普通節(jié)點。為了適應(yīng)移動終端 的這種特征，系統(tǒng)引入移動代理，由移動代理來代替移動終端實現(xiàn)部分功能（在半分布式 架構(gòu)中，此功能由超級節(jié)點來完成） 。 系統(tǒng)中，移動終端采用層次化協(xié)議架構(gòu)，如圖【2】所示。p2p 核心協(xié)議是移動終端的

51、必選協(xié)議，提供節(jié)點命名（node naming） 、路由（routing） 、基礎(chǔ)通信（communication） 和多種消息類型。p2p 基礎(chǔ)通信協(xié)議（p2p basic communication protocol）實現(xiàn) p2p 節(jié)點之 間的連接建立，并進行資源交換。p2p 控制消息（p2p control message）實現(xiàn)節(jié)點的發(fā)現(xiàn)、 錯誤報告和網(wǎng)絡(luò)拓撲診斷等系統(tǒng)維護和異常診斷的功能。同時，該協(xié)議框架還提供了一些 可選的功能模塊，可以根據(jù)終端的能力和業(yè)務(wù)需求進行裁減和配置。通過中間件 api 接口， 開發(fā)者可以開發(fā)新的 p2p 應(yīng)用。 圖圖 5 上述架構(gòu)為寬帶網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)、家庭網(wǎng)

52、絡(luò)、傳感器網(wǎng)絡(luò)等多種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境提供了 統(tǒng)一的業(yè)務(wù)平臺，并提供了安全和網(wǎng)絡(luò)維護等功能。用戶可以通過控制節(jié)點對系統(tǒng)進行配 置和管理，來滿足運營商的需求。但該系統(tǒng)中的控制節(jié)點有可能導(dǎo)致系統(tǒng)在可擴展性方面 存在瓶頸。 3.1.2.半分布式架構(gòu)半分布式架構(gòu) 1、 jxme 平臺 開源的 jxta3項目由 sun 公司提出，并在一些學(xué)術(shù)機構(gòu)、科研團體和公司的共同參 與下不斷完善。jxta 建立在現(xiàn)有的物理網(wǎng)絡(luò)（ip, wifi 等）基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了 p2p 疊加網(wǎng) 中的一些通用操作，為 peer 節(jié)點之間的通信提供標(biāo)準(zhǔn)化的協(xié)議框架，使節(jié)點能夠相互發(fā)現(xiàn)， 自組織成為群組，實現(xiàn)資源查找，和節(jié)點之間的相互通信與

53、監(jiān)測。jxta 建立在五個關(guān)鍵 抽象之上：1）統(tǒng)一的節(jié)點標(biāo)識空間、2）節(jié)點群組、3）廣告、4）解析器和 5）管道。他 們構(gòu)成了 p2p 業(yè)務(wù)應(yīng)用的通用框架，為各種應(yīng)用的開發(fā)提供了基礎(chǔ)。jxta 獨立于軟件和 硬件平臺，也不依賴于具體的編程語言，使基于不同操作系統(tǒng)（如：microsoft windows 和 unix 操作系統(tǒng)）和使用不同網(wǎng)絡(luò)協(xié)議之間的 peer 節(jié)點之間能夠在 p2p 疊加網(wǎng)中進行通信。 隨著 jxta 系統(tǒng)的不斷完善，在 2.0 版本中，對超級節(jié)點（super-peer）的操作進一步 優(yōu)化。jxta 超級節(jié)點包括：1）集合（rendezvous）節(jié)點和 2）中繼（relay）

54、節(jié)點兩類。 集合節(jié)點緩存連接在該節(jié)點上葉子節(jié)所存儲的廣告索引。jxta 為超級節(jié)點提供“隨機漫 步”和 “松散相容分布式散列表（loosely consistent dht） ”兩種拓撲結(jié)構(gòu)。對于抖動幅度 較高的 ad hoc 網(wǎng)絡(luò)，采用隨機漫步的方式進行查詢，降低了超級節(jié)點維護索引信息所產(chǎn)生 的額外開銷。對抖動較低的網(wǎng)絡(luò)，集合節(jié)點之間使用松散相容分布式散列表算法，提高了 查詢效率。同時，開發(fā)人員也可以根據(jù)不同的業(yè)務(wù)需求設(shè)計適應(yīng)的拓撲結(jié)構(gòu)來代替上述兩 種拓撲結(jié)構(gòu)。中繼節(jié)點為處于 nat/防火墻之后的 peer 節(jié)點與其他節(jié)點無障礙的進行數(shù)據(jù) 通信提供了手段。 圖圖表表 6 jxta 協(xié)議由“核

55、心協(xié)議”和“標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)協(xié)議”組成，如【4】圖所示。核心協(xié)議是 jxta 協(xié)議的最小集，可以應(yīng)用于資源嚴(yán)重受限的系統(tǒng)中。標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)協(xié)議定義了各種 jxta 應(yīng)用所需要的功能模塊和操作。標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議并不需要全部實現(xiàn)，可以根據(jù)業(yè)務(wù)需求進行裁減。 圖圖表表 7 為了使 jxta 能夠應(yīng)用于移動通信網(wǎng)絡(luò)中，需要輕量級的 jxta 應(yīng)用于移動終端，基 于上述需求，jxme 應(yīng)運而生。jxme 是 jxta 在 j2me 上的實現(xiàn)4。jxme 的基本目的 是在提供 j2me 的小型終端設(shè)備和嵌入式消費電子產(chǎn)品上實現(xiàn) jxta 的基本功能，為上層 的 p2p 應(yīng)用開發(fā)提供底層的平臺。通過 jxme，任何 j2me 的

56、終端設(shè)備都能夠參加 p2p 網(wǎng) 絡(luò)的交互。 圖圖表表 8 和 jxta 相比，jxme 對中繼節(jié)點的功能進行了增強，如【5】圖所示。jxme 通過中 繼節(jié)點（relay）將移動 peer 節(jié)點和 jxta 網(wǎng)絡(luò)相連。中繼節(jié)點實現(xiàn)以下功能： 消息過濾 中繼節(jié)點對不必要的廣告進行過濾，以降低對移動網(wǎng)絡(luò)帶寬的消耗 消息路由 中繼節(jié)點對移動 peer 節(jié)點的消息進行路由 消息壓縮 將 jxta xml 格式的消息轉(zhuǎn)換成二進制發(fā)送給移動 peer，或?qū)⒁苿?peer 發(fā)送的二進 制消息轉(zhuǎn)換稱 xml 格式發(fā)送給其他節(jié)點。 2、 運營商驅(qū)動的 p2p 業(yè)務(wù)平臺 由 ntt 歐洲實驗室的 wolfgang

57、kellerer 等人提出的面向運營商的基于異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的 p2p 平臺也是基于超級節(jié)點體系架構(gòu)56，如圖【6】所示。該體系架構(gòu)中，具有較強處理能 力的 super node 節(jié)點組成一個基于分布式散列表（dht）邏輯拓撲結(jié)構(gòu)，低性能的葉子節(jié) 點依附于超級節(jié)點上，不用處理 dht 路由信息。 圖圖表表 9 p2p 業(yè)務(wù)平臺被分為兩層：1）p2p 核心服務(wù)層和（core p2p service）2）面向 p2p 應(yīng) 用的特殊服務(wù)層（application specific p2p services） 。 圖圖表表 10 p2p 核心服務(wù)層提供最基礎(chǔ)的功能，如：節(jié)點啟動引導(dǎo)（bootstrapping

58、）和基于 dht 協(xié)議的資源查找功能。同時，為了滿足運營商提供電信級服務(wù)的需求，它還為運營商提供 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、可靠性管理等功能。p2p 核心層引入了控制管理模塊（controllability 另一類則是由無線介質(zhì)本身的 特性決定的，基于無線通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計、部署和維護的獨特方式而進行的攻擊。 3.7.1.1. wep 中存在的弱點中存在的弱點 ieee(institute ofelectrical and electronics engineers，電氣與電子工程師學(xué)會)制定的 802.11 標(biāo)準(zhǔn)最早是在 1999 年發(fā)布的，它描述了 wlan(wireless local area networ

59、k，無線 局域網(wǎng))和 wman(wireless metropolitan area network，無線城域網(wǎng))的 mac(medium access control，介質(zhì)訪問控制)和物理層的規(guī)范。為了防止出現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)用戶偶然竊聽的情 況和提供與有線網(wǎng)絡(luò)中功能等效的安全措施，ieee 引入了 wep (wired equivalent privacy，有線等價保密)算法。和許多新技術(shù)一樣，最初設(shè)計的 wep 被人們發(fā)現(xiàn)了許多嚴(yán) 重的弱點。專家們利用已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的弱點，攻破了 wep 聲稱具有的所有安全控制功能。總 的來說，wep 存在如下弱點： 1)整體設(shè)計：在無線環(huán)境中，不使用保密措施是具有很

60、大風(fēng)險的，但 wep 協(xié)議只是 802.11 設(shè)備實現(xiàn)的一個可選項。 2) 加密算法：wep 中的 iv(initialization vector，初始化向量)由于位數(shù)太短和初始化 復(fù)位設(shè)計，容易出現(xiàn)重用現(xiàn)象，從而被人破解密鑰。而對用于進行流加密的 rc4 算法，在 其頭 256 個字節(jié)數(shù)據(jù)中的密鑰存在弱點，目前還沒有任何一種實現(xiàn)方案修正了這個缺陷。 此外用于對明文進行完整性校驗的 crc(cyclic redundancv check，循環(huán)冗余校驗)只能確 保數(shù)據(jù)正確傳輸，并不能保證其未被修改，因而并不是安全的校驗碼。 3)密鑰管理：802.11 標(biāo)準(zhǔn)指出， wep 使用的密鑰需要接受一個