P2P網絡技術在校園文件共享系統中的應用

摘 要：由于P2P網絡技術的日漸成熟，有效解決了網絡寬帶的瓶頸問題。文章擬從P2P網絡技術對傳統網絡的改善方面入手，初步探討新的網絡技術在校園網絡教學中的應用問題。

關鍵詞：互聯網；P2P網絡技術；網絡教育

當前的校園網，為方便教學和資源的共享存儲，學校會提供幾個公共的獨立的ftp服務器，以方便學生和教師上傳和下載文件。這在一定程度上能滿足師生的需求，但它也存在一些問題。首先，ftp服務的下載速度與ftp服務器的處理速度以及同時在線用戶數量有很大關系。客戶端的下載速度與客戶端數量成反比。服務器的處理速度有限，當客戶端數量增加時也導致平均下載速度減少。其次，ftp服務器的存儲容量需求很大。第三，ftp無法查詢，用戶必須進入ftp的各個目錄才會知道它的具體內容。第四，ftp服務器端一旦失效，所有的客戶端都無法訪問其中的資源。

針對校園ftp服務的不足，本文設計了一個校園文件共享服務系統的模型。文章首先介紹兩種傳統的文件共享模型，然后設計一個基于P2P的校園文件共享服務系統模型。

1 傳統的文件服務模式

1.1 分散式服務模式

分散式服務模式（基于C/S模式）指的是所有服務器是分散的，各個服務器間并無關系，各自提供不同服務。若某個客戶端希望訪問其中一個服務器所提供的資源，只能先連接這個服務器進行文件下載。

這樣，假如當一個用戶要使用3個分別位于這3個不同服務器上文件資源時，他就不得不依次輸入這3個服務器的網址，然后下載對應文件。這樣對用戶來說很不方便。

1.2 集中式服務模式

這種模式需要構建一臺超級服務器，將原來各個服務器上的資源都放到該超級服務器上來。這樣一來，用戶只要訪問該超級服務器，就可以訪問到所有的資源。這樣就避免了分散式服務模式下用戶通過多個網址才能訪問所需的文件資源的問題。

但是這種方案也有其不可避免的缺點。首先，用戶對服務器的訪問仍是集中式的，服務器的瓶頸問題仍然沒有解決。其次是資源管理上帶來的困難，在集中式服務模式下，它集中了所有服務器上的資源，那么它的維護管理就需要多方共同進行。最后，在集中式模式下這臺超級服務器是唯一的服務提供者，那么就存在這么一種隱患：當該服務器故障時，系統中所有文件資源都將不可訪問，直到該服務器恢復運行為止。

2 P2P網絡文件共享系統

以上的傳統模式，要求設置擁有強大處理能力和大帶寬的高性能計算機，將大量的數據集中存放在服務器上，在集中處理數據的同時可以對互聯網上其他PC提供服務。而P2P技術的特征之一就是弱化服務器的作用，甚至取消服務器，任意兩臺PC互為服務器，同時又是客戶端。

P2P系統定義：所有參與者共享他們的一部分資源，這些共享的資源可以被網絡上的其他節點不經過任何中間節點而直接存取；參與這個網絡的所有節點既是服務和數據的提供者又是數據和服務的需求者。

3 根據P2P不同結構設計的方案

3.1 基于純P2P結構

（1）節點服務器（Peer）。節點服務器功能為：客戶端直接瀏覽其相鄰節點在其上的資源目錄進行下載；相鄰節點根據客戶端發出的請求，在其目錄上找尋含有要查詢資源分布點；（2）資源發布系統。客戶端首先登錄其相鄰節點并登記相關的信息，將IP地址、端口號等信息保存到相鄰節點中的客戶端信息管理系統中，并將客戶端生成的共享資源的信息的XML文檔上傳到相鄰節點的特定目錄下即可。（3）文件查找子系統。文件查找子系統功能是通過搜索查詢到用戶所需的資源的位置。客戶端首先登陸目錄頁面查找所需要的資源，資源頁面將系統中當前所有的相鄰節點提供的共享資源相關信息展開供用戶查詢。如果沒有查到所要的資源，客戶端向相鄰節點提出查找的請求，同時向相鄰節點提交需要查找的文件名，相鄰節點依次在自身的目錄上查詢，如果查到就向客戶端返回滿足要求的文件地址列表；否則繼續查找直到查到或達到請求的跳數限制，這種文件系統也是有限制的，所以我們又利用混合的P2P結構設計了一個模型。

3.2 基于混合P2P結構

整個資源共享系統由一臺中心服務器和若干分服務器（分節點）組成。系統各個分節點之間可以直接建立連接，但網絡的構建需要中心服務器，通過集中認證，建立索引機制。然而這里的中心服務器僅用于輔助對等分節點之間建立連接，一旦連接成功，中心服務器不在起作用，用戶與對等分節點之間直接進行通信。資源內容分布在分節點peer中。中央服務器處理用戶請求，查詢包括用戶所需資源的分節點，找到離用戶下載速度最快的分節點peer，并將信息反饋給用戶。該功能結構包括以下3個層次：

（1）客戶端。客戶端登錄中央服務器起始頁面，中央服務器將所有分節點的資源都顯示給客戶端，提供“一站式”服務，屏蔽了資源的不同物理位置；查找或下載共享資源，退出服務器并告知中央服務器注銷共享資源的信息。

（2）中心索引服務器。它通過中央服務器與分節點的協作服務實現資源定位資源管理等功能的協調。中央服務器的資源管理模塊對分節點提供實時動態的資源視圖。中央服務器根據客戶端的請求為其實現資源定位。

（3）資源發布系統。客戶端首先登錄中央服務器并登記相關信息，將IP地址、端口號等信息保存到中央服務器中的客戶端信息管理系統中，并將客戶端生成的共享資源的信息的XML文檔上傳到中央服務器的特定目錄下即可。

4 總結與展望

校園網絡上所有教學資源都需要大量數據的傳遞，必須由高速的網絡平臺來實現。采用P2P網絡技術，教師和學生可以遠程交流。采用P2P網絡技術交流，不僅可以聽到聲音，還可以看到圖像，更重要的用P2P網絡技術，可以大大緩解網絡壓力，使學生不用真正面對教師，不會產生緊張的情緒，有利于教學形式多樣的計算機輔助教學工作。

參考文獻

[1]趙恒，陳杰.P2P技術的應用及其研究現狀[J].電信快報，2004，（9）：39-41.

[2]趙汝苓.P2P網絡技術在校園文件共享系統中的應用[J].南北橋，2008，（1）：127.

（作者單位：沈陽職工大學）