两种网络结构模型(一)
P2P网络结构模型目前,在学术界、工业界对于P2P计算模式还没有一个统一的定义。通常认为P2P是一种分布式网络,各用户可以处于网络中的任意位置,各用户问可以共享他们所拥有的一部分硬件资源(处理能力、存储能力、网络连接能力、打印机等),这些共享资源能被其他对等节点(Peer)直接访问而无须经过中间实体,这是P2P网络中各用户组成网络的唯一目的。在此网络中的参与者既是资源(服务和内容)提供者(Server),又是资源(服务和内容)获取者(Client)。
虽然各种P2P网络模型定义可能稍有不同,但共同点都是P2P打破了传统的C/S模型中的网络逻辑结构。那就是P2P网络中的每个节点(Peer)的地位都是对等的,每个节点既充当服务器,为其他节点提供服务,同时也享用其他节点提供的服务。而在C/S结构中,服务器与客户机是有严格区分的,它们的职责明显不同。一般都会有专门的各种服务器来负责整个网络管理的,如域控制器其实就是负责用户、计算机等对象、网络配置和策略管理的服务器,文件服务器则负责整个网络的文件资源管理,DNS、DHCP 和WINS服务器则分别为网络中所有用户提供相应的服务。P2P与C/S两模型逻辑结构的对比分别如图5—1和图5-2所示。
虽然在P2P网络也可以有像文件服务器之类的服务器,但这种网络的服务器与网络中的 其他用户没有必然的关系,也就是说,其他用户完全可以脱离于服务器而在网络中继续工作, 而C/S中的服务器则与网络中各用户的关系非常密切,甚至是必不可少的,如域控制器不能 正常工作,则用户就不能登录网络,如果DNS、DHCP和WINS服务器不能正常工作,用户 可能也因得不到相应的网络服务支持,不能成功登录网络,当然文件服务器则与P2P财贸系 统中的文件服务器差不多。
P2P网络结构模型的主要特点(综合了局域网和广域网中的应用)体现在以下几个方面。
1.非中心化
网络中的资源和服务分散在网络中的所有节点上,信息的传输和服务的实现都直接在节点之间进行,可以无须经过中间环节和服务器,避免了网络连接中可能存在的瓶颈,因为各用户之问的访问链路是分散的,没有一条链路必须经过。P2P的非中心化基本特点,带来了其下面将要介绍到的可扩展性、健壮性等方面的优势。
2.可扩展性好
在P2P网络中,随着用户的加入,不仅服务的需求增加了,系统整体的资源和服务能力也在同步地扩充,始终能较容易地满足用户的需要。整个体系是全分布的,不存在瓶颈。理论上其可扩展性几乎可以认为是无限的。我们通常所说P2P结构模型只适用于小型局域网,那是从网络管理角度来考虑的,并不是针对网络连接性能或其他方面而言的。在广域网中, P2P网络用户之间基本上不存在管理与被管理的角色,所有用户都是平等的,可以随时加入,也可以随时退出(当然有些P2P加入时也会有一些身份验证措施,如共享密钥等),用户的增加又不会增加网络中任何其他节点的负担,所以用户可以任意扩展。
3.健壮性好
P2P结构天生具有耐攻击、高容错的优点。由于服务是分散在各个节点之问进行的,而且都是对等的,所以部分节点或网络遭到破坏对其他部分的影响很小(所受的影响就是不能访问到这些被攻击的节点了)。P2P网络一般在部分节点失效时能够自动调整整体拓扑结构,通过其他链路继续保持其他节点的连通性。P2P网络还能够根据网络带宽、节点数、负载等变化不断地作自适应式的调整。
4.良好的负载均衡性
这一点其实与上一个优势——健壮性好是相关的。P2P网络环境下由于每个节点既是服务器,又是客户机,减少了对传统C/S结构服务器计算能力、存储能力的要求,各种复杂的运算和数据处理任务则网络中相应连接的各计算机共同完成。同时因为资源分布在多个节点,更好地实现了整个网络的负载均衡,没必要单独配置高性能的PC机或服务器。
5.鬲性/价比
性能优势是P2P被广泛关注的一个重要原因。随着硬件技术的发展,个人计算机的计算和存储能力以及网络带宽等性能依照摩尔定理高速增长,目前的一台普通计算机性能和存储能力都要远胜过十年前的高性能服务器。采用P2P架构可以有效地利用因特网中散布的大量普通节点,将计算任务或存储资料分布到所有节点上。利用其中闲置的计算能力或存储空间,达到高性能计算和海量存储的目的。通过利用网络中的大量空闲资源,可以用更低的成本提供更高的计算和存储能力。当然这是相对广域网来说的。
6.隐私保护
在P2P网络中,由于信息的传输分散在各节点之间进行而无须经过某个集中环节,用户的隐私信息被窃听和泄露的可能性大大缩小。此外,目前解决Intemet隐私问题主要采用中继转发的技术方法,从而将通信的参与者隐藏在众多的网络实体之中。在传统的一些匿名通信系统中,实现这一机制依赖于某些中继服务器节点。而在P2P中,所有参与者都可以提供中继转发的功能,因而大大提高了匿名通信的灵活性和可靠性,能够为用户提供更好的隐私保护。
以上是P2P网络的一些主要优势,绝大部分是从广域网应用方面来考虑的。在企业局域网中,P2P的应用却没有在广域网中那么火热。这是由局域网这种专有网络的特点,也是由它的两个主要不足之处,即不便管理、网络和数据安全性差决定的。在公用的广域网中,用户隐私需要保护,只求扩展数据存储能力和服务的多样性,数据随便放在哪里都不重要,只要相应的主机对它进行管理即可,它认为不需要就可以自己删除,也无须管理具体的用户,而在局域网中,这些就不得不考虑了。企业网络中的数据通常是工作产生的记录,不能由用户自己决定是否删除,也不能由用户自己决定把它存放在哪里,因为它关系着整个企业网络和数据的安全,也可能关系到企业的生存与发展。
基于上述分析,P2P网络模型在局域网中的主要不足就是管理能力差,它体现在网络数据、网络用户、网络安全策略等许多方面。也正因如此,P2P网络模型在局域网中的应用反而不及在广域网中。
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