P2P系统及其应用PDF电子书下载

第1章 引言 1

1.1 写本书的意图 1

1.2 结构和内容 2

1.3 教学材料和书籍网站 4

1.4 致谢 4

第1部分 P2P：概念、领域、历史和未来 7

第2章 对等端到对等端（P2P） 9

2.1 定义 10

2.1.1 Internet通信中体制的转换 11

2.2 在P2P系统和应用中的研究挑战 11

2.2.1 非结构化的P2P系统 14

2.2.2 结构化的P2P系统 14

2.3 小结 15

第3章 P2P的过去和未来 16

3.1 现状：P2P流量充满了网络 16

3.2 所有这些是如何开始的：从ARPANET到P2P 17

3.3 Napster的故事 18

3.4 Gnutella和其近似物：完全非中心化架构 19

3.5 P2P背后的驱动力 21

第4章 应用领域 23

4.1 信息 23

4.2 文件 24

4.3 带宽 26

4.4 存储空间 27

4.5 处理器周期 28

第2部分 非结构化P2P系统 31

第5章 第一代和第二代P2P系统 33

5.1 早期P2P系统的一般特征 33

5.2 中心化的P2P网络 35

5.2.1 基本特征 35

5.2.2 信令特征 36

5.2.3 讨论 38

5.3 纯粹P2P网络 39

5.3.1 基本特征 39

5.3.2 信令特征 41

5.3.3 讨论 42

5.4 混合P2P网络 45

5.4.1 基本特征 45

5.4.2 信令特征 47

5.4.3 讨论 48

第6章 随机图、小世界和规模无关网络 51

6.1 引言 51

6.2 定义 52

6.3 谜——真实网络的分析 54

6.4 随机图、小世界和规模无关网络的族类和模型 55

6.4.1 随机图 55

6.4.2 小世界——谜的第一个解 57

6.4.3 规模无关网络：富人是如何变得更富的 59

6.5 应用到P2P系统 61

6.5.1 在小世界中航行 61

6.5.2 P2P系统中的小世界重叠网 63

6.5.3 P2P系统中的规模无关重叠网 66

6.6 小结 67

第3部分 结构化P2P系统 69

第7章 分布式散列表 71

7.1 数据的分布式管理和检索 71

7.1.1 数据检索策略的比较 72

7.1.2 中心式服务器 72

7.1.3 洪泛搜索 73

7.1.4 分布式索引——分布式散列表 74

7.1.5 查找概念的比较 76

7.2 分布式散列表的基础知识 77

7.2.1 数据的分布式管理 77

7.2.2 在分布式散列表中寻址 77

7.2.3 路由 79

7.2.4 数据存储 79

7.3 DHT机制 80

7.3.1 综述 80

7.3.2 节点到达 80

7.3.3 节点失效 81

7.3.4 节点离开 82

7.4 DHT接口 82

7.4.1 路由接口 82

7.4.2 存储接口 82

7.4.3 客户接口 83

7.5 小结 83

第8章 DHT算法选讲 85

8.1 Chord 85

8.1.1 标识符空间 85

8.1.2 路由 86

8.1.3 自组织 87

8.2 Pastry 89

8.2.1 标识符空间 89

8.2.2 路由信息 89

8.2.3 路由过程 91

8.2.4 自组织 91

8.2.5 路由性能 94

8.3 内容寻址网络 95

8.3.1 标识符空间 95

8.3.2 路由信息 96

8.3.3 路由过程 96

8.3.4 自组织 96

8.3.5 路由性能 98

8.4 Symphony 99

8.5 Viceroy 100

8.6 Kademlia 102

8.7 小结 103

第9章 分布式散列表中的可靠性和负载均衡 105

9.1 分布式散列表中数据的存储负载均衡 105

9.1.1 定义 106

9.1.2 统计分析 107

9.1.3 DHT中负载均衡的算法 109

9.1.4 负载均衡方法的比较 114

9.2 分布式散列表中的数据可靠性 115

9.2.1 冗余 115

9.2.2 复制 116

9.3 小结 118

第10章 P-Grid：结构化P2P系统中自组织过程的动态性 120

10.1 自组织的概念 120

10.2 非结构化P2P系统中自组织的一个示例 121

10.3 结构化P2P系统中的自组织 122

10.3.1 P-Grid重叠网的结构 123

10.3.2 P-Grid重叠网的动态性 125

10.3.3 启动一个P-Grid重叠网 125

10.3.4 路由表维护 128

10.3.5 维护机制的分析 130

10.4 小结 132

第4部分 基于P2P的应用 135

第11章 应用层组播 137

11.1 在应用层上组播的原因 137

11.2 设计的各方面及其分类 138

11.3 非结构化重叠网 139

11.3.1 中心化系统 139

11.3.2 完全的分布式系统 140

11.4 结构化的重叠网 142

11.4.1 基于洪泛的复制 143

11.4.2 基于树的复制 144

11.4.3 性能／开销评估 146

11.5 热点话题 147

11.6 小结 148

第12章 ePOST 149

12.1 有限范围的重叠网 150

12.1.1 设计 151

12.1.2 环结构 151

12.1.3 网关节点 152

12.1.4 路由 152

12.1.5 全局查询 153

12.2 POST设计 153

12.2.1 数据类型 154

12.2.2 用户账号 155

12.2.3 单拷贝存储 155

12.2.4 事件通知 156

12.2.5 元数据 156

12.2.6 垃圾收集 157

12.2.7 POST安全 158

12.3 ePOST设计 159

12.3.1 电子邮件存储 159

12.3.2 电子邮件分发 160

12.3.3 电子邮件夹 160

12.3.4 增量式部署 161

12.3.5 管理 161

12.4 相关故障 162

12.4.1 故障模型 163

12.4.2 Glacier 163

12.4.3 Glacier中的维护 164

12.4.4 故障后的恢复 165

12.4.5 对象聚集 165

12.5 初步经验 166

第13章 分布式计算——GRID计算 167

13.1 简介 167

13.2 GRID架构 168

13.3 Globus项目 169

13.4 定义GRID：全球GRID论坛倡议 170

13.4.1 开放GRID服务架构 171

13.4.2 GRID服务：GRID的构造块 172

13.4.3 有状态的Web服务：OGSI和WS资源的框架 173

13.5 GRID和P2P计算 173

13.5.1 GRID和P2P的比较：共性和差异 174

13.5.2 GRID和P2P：融合的概念 175

13.6 小结 176

第14章 Web服务和P2P 178

14.1 介绍 178

14.2 架构和重要的标准 180

14.2.1 XML和XML Schema 181

14.2.2 WSDL 182

14.2.3 SOAP 185

14.2.4 HTTP 186

14.2.5 UDDI 186

14.2.6 WS-＊ 187

14.3 服务和谐组合 188

14.4 P2P和Web服务的比较 188

14.4.1 P2P能够从Web服务借鉴到的方法 188

14.4.2 Web服务从P2P中借鉴到的方法 189

14.4.3 加入Web服务和P2P时产生的副作用 190

14.5 产生的架构 191

第5部分 自组织 193

第15章 自组织的特征 195

15.1 引言 195

15.2 基本定义 196

15.2.1 系统 196

15.2.2 复杂性 196

15.2.3 反馈 198

15.2.4 呈展性 198

15.2.5 复杂系统 199

15.2.6 临界性 199

15.2.7 层次结构和非层次结构 200

15.2.8 激发工作 201

15.2.9 扰乱 202

15.3 自组织的特征 202

15.3.1 自确定的边界 202

15.3.2 运行封闭性和能量开放性 202

15.3.3 身份和结构的独立性 203

15.3.4 维护 203

15.3.5 反馈和非正统结构 203

15.3.6 反馈 204

15.3.7 临界性 204

15.3.8 呈展性 204

15.3.9 对扰乱的自判定反应 205

15.3.10 复杂性的降低 205

15.4 在计算机科学中的应用 205

15.4.1 小世界和规模无关网络 205

15.4.2 分群 208

15.4.3 元胞自动机 208

15.5 小结 210

第16章 P2P系统中的自组织 212

16.1 介绍 212

16.2 P2P系统评估 213

16.2.1 标准 213

16.2.2 非结构化网络 215

16.2.3 结构化P2P系统 218

16.2.4 P2P评估小结 222

16.3 在P2P重叠网中迈向更多的自组织性 222

16.3.1 主动虚拟对等端 222

16.3.2 P2P重叠网控制的目标和需求 223

16.3.3 AVP概念的实现 224

16.3.4 相关工作 226

16.4 小结 227

第6部分 搜索和检索 229

第17章 P2P搜索和规模扩展性 231

17.1 重叠网中的P2P搜索和查找 231

17.1.1 问题陈述和本章概述 232

17.1.2 搜索和查找——功能性选项 232

17.1.3 设计空间 233

17.1.4 重叠网拓扑要求 235

17.1.5 重叠网拓扑参数 236

17.2 P2P系统中的扩展性 237

17.2.1 P2P扩展性定义 237

17.2.2 效率和规模 238

17.2.3 扩展性度量和表示 240

17.3 P2P查找和搜索重叠网扩展性的一种评估方案 241

17.3.1 查找和搜索的额外负荷 242

17.3.2 查找和搜索额外负荷维度及定量驱动因子 242

17.3.3 评估方案 244

17.4 使用SHARK的可扩展搜索 244

17.5 小结 246

第18章 重叠网的算法特征 247

18.1 背景和动机 247

18.2 模型定义 250

18.3 沿一条路径收集信息 251

18.3.1 基本算法 252

18.3.2 collect-rec 254

18.4 加权的collect-rec算法 257

18.4.1 算法描述 257

18.4.2 详细的算法描述 258

18.4.3 加权的collect-rec算法的复杂性分析 260

18.5 从一棵树中收集信息 262

18.5.1 详细的算法描述 264

18.5.2 在树上加权的收集算法的复杂性分析 265

18.6 从一般图中收集信息 268

18.7 全局函数 269

18.8 性能评估 270

18.8.1 加权的collect-rec算法的性能 270

18.8.2 在树上的加权收集算法的性能 272

第19章 基于纲要的P2P系统 274

19.1 引言 274

19.2 基于纲要的P2P系统的设计维度 276

19.2.1 数据模型和查询语言 276

19.2.2 数据放置 277

19.2.3 拓扑和路由 277

19.3 案例研究：语义Web的P2P网络 279

19.3.1 语义Web数据模型和查询语言 279

19.3.2 基于纲要的路由索引 281

19.4 高级话题 283

19.4.1 纲要映射 283

19.4.2 分布式查询计划 283

19.4.3 Top-k查询处理 284

19.5 小结 285

第20章 在P2P系统中支持信息检索 287

20.1 P2P应用中的内容搜索 287

20.1.1 通过元数据搜索而交换媒体文件 287

20.1.2 P2P信息检索的问题 288

20.1.3 分布式信息检索中的相关工作 290

20.2 P2P基础设施中查询路由的索引结构 292

20.2.1 信息检索的分布式散列表 292

20.2.2 信息检索的路由索引 294

20.2.3 基于局部性的路由索引 295

20.3 在P2P系统中支持有效的信息检索 296

20.3.1 提供集合范围的信息 296

20.3.2 估计文档重叠 297

20.3.3 使用类型分类法的预结构化集合 298

20.4 小结 299

第21章 混合P2P系统 301

21.1 引言 301

21.2 重叠网设计维度 302

21.3 混合架构 304

21.3.1 JXTA 304

21.3.2 Brocade（锦缎） 305

21.3.3 SHARK 306

21.3.4 Omicron 307

21.4 混合路由 309

21.4.1 OceanStore 309

21.4.2 混合PIER 310

21.5 与非混合系统的比较 310

21.6 小结 311

第7部分 P2P流量和性能评估 313

第22章 P2P重负载之下的ISP平台 315

22.1 引言 315

22.2 P2P流量特征 316

22.2.1 IP平台上的混合流量 316

22.2.2 日流量概要 316

22.2.3 流量增长和预知 318

22.2.4 非对称和对称接入线路 319

22.3 跨层方面 319

22.3.1 应用和IP层上的路由 319

22.3.2 网络和传输层分析 320

22.3.3 应用层模式 320

22.3.4 eDonkey文件共享源的分布 321

22.3.5 缓存P2P数据 322

22.4 多服务IP网络中QoS的含义 323

22.5 小结 324

第23章 P2P系统的流量特征和性能评估 325

23.1 引言 325

23.2 P2P性能的概念 325

23.3 P2P系统的流量特征 327

23.3.1 Gnutella 327

23.3.2 eDonkey 328

23.4 P2P资源协调机制的评估 332

23.5 移动环境中P2P资源访问机制的评估 334

23.6 小结 336

第8部分 移动和泛在环境中的P2P 337

第24章 移动环境中的P2P 339

24.1 P2P技术对移动用户和移动服务有益 339

24.1.1 场景1：出租车定位器 340

24.1.2 场景2：大学校园 340

24.2 移动通信系统简介 341

24.3 移动网络中P2P技术的挑战 342

24.3.1 移动自组织网络中的P2P系统 343

24.4 移动和无线网络中P2P的解决方案 344

24.4.1 基于非结构化P2P网络的解决方案 344

24.4.2 基于结构化P2P网络的解决方案 348

24.5 小结 351

第25章 移动P2P网络中的自发协作 353

25.1 引言和动机 353

25.1.1 移动P2P网络和移动自组织网络 354

25.1.2 单跳P2P设计空间 355

25.1.3 综述 356

25.2 应用领域和示例 356

25.2.1 Shark 356

25.2.2 MobiTip 357

25.2.3 SpotMe 357

25.2.4 Socialight 357

25.2.5 AdPASS 358

25.3 移动P2P网络的构造块 359

25.4 iClouds项目 361

25.4.1 多跳信息传播 361

25.4.2 数据结构和通信语义 362

25.4.3 架构 363

25.5 小结 364

第26章 用于移动P2P查找服务的流行性数据传播 365

26.1 动机和背景 365

26.2 被动分布式索引 366

26.2.1 综述 366

26.2.2 基本概念 367

26.2.3 扩展无线范围的选择性转发 368

26.3 一致性问题 369

26.3.1 处理弱连接和节点故障的可配置值的超时 369

26.3.2 在源节点处理数据修改的懒惰失效缓存 370

26.4 性能研究 372

26.4.1 仿真环境 372

26.4.2 对系统特征的敏感性 375

26.4.3 对应用特征的敏感性 378

26.4.4 一致性机制的影响 379

26.5 小结 381

第27章 P2P和泛在计算 382

27.1 泛在计算引言 382

27.2 泛在计算应用的特征 383

27.2.1 信息 383

27.2.2 网络 384

27.2.3 协作 384

27.2.4 共享资源 384

27.2.5 环境信息 384

27.3 泛在计算架构中的通信 385

27.4 泛在计算中间件 385

27.4.1 对异构设备的支持 385

27.4.2 资源约束 386

27.4.3 移动性支持 386

27.4.4 联网支持 387

27.4.5 性能问题 387

27.5 P2P和泛在计算 388

27.6 泛在P2P计算中的研究挑战 389

27.6.1 异构设备 389

27.6.2 有效算法 390

27.6.3 安全性和隐私性 390

27.6.4 可扩展架构 390

27.6.5 下一代P2P中间件 391

27.7 小结 391

第9部分 商务应用和市场 393

第28章 商务应用和收益模型 395

28.1 引言 395

28.2 定义 396

28.2.1 P2P应用和服务风格 396

28.2.2 P2P交互方式的参考视图 396

28.2.3 商务模型和收益模型 397

28.3 P2P商务应用／服务方式的收益模型 398

28.3.1 即时消息 398

28.3.2 数字内容共享 401

28.3.3 网格计算 404

28.3.4 协作 406

28.4 讨论 407

第29章 P2P市场管理 409

29.1 要求 409

29.1.1 主要问题 410

29.1.2 功能性要求 410

29.1.3 非功能性要求 411

29.2 架构 412

29.2.1 市场模型 412

29.2.2 服务使用模型 414

29.2.3 对等端模型 415

29.2.4 主要单元和机制 415

29.3 案例研究 417

29.3.1 P2P中间件 417

29.3.2 PeerMart:P2P拍卖 419

29.4 小结 422

第30章 电子市场的一个P2P框架 423

30.1 P2P系统的市场 423

30.1.1 服务和分布基础 424

30.1.2 SESAM项目结构 425

30.2 面向服务的一个P2P架构 426

30.2.1 服务导向 427

30.2.2 ServiceNet 428

30.2.3 对等端架构 430

30.3 安全性、鲁棒性和隐私性挑战 431

30.3.1 攻击分类／威胁分析 432

30.3.2 P2P相关的挑战 432

30.3.3 经选择的问题 434

30.4 小结 436

第10部分 高级问题 437

第31章 P2P网络中安全相关的问题 439

31.1 引言 439

31.2 在应用层上的安全担忧 439

31.2.1 文件共享应用 440

31.2.2 数据备份服务 440

31.2.3 文件存储服务 441

31.3 联网层的安全担忧 441

31.3.1 无效查找 442

31.3.2 无效路由更新 442

31.3.3 分割 442

31.3.4 Sybil攻击 443

31.3.5 拓扑隐含内容的考虑 444

31.4 精选系统的安全概念 444

31.4.1 Groove 445

31.4.2 Freenet 448

31.4.3 更进一步的P2P匿名化解决方案 450

31.5 小结 451

第32章 P2P系统中的记账 453

32.1 记账的目的 453

32.2 在P2P中为何不直接记账 454

32.3 方案空间——P2P记账机制的分类 454

32.3.1 信息收集 455

32.3.2 信息存储 457

32.4 建议的记账机制 458

32.4.1 基于纯数字的系统 458

32.4.2 基于收据的系统 459

32.4.3 基于令牌的系统 460

32.4.4 基于工作证据的系统 460

32.5 基于令牌的记账机制 460

32.5.1 前提 460

32.5.2 综述 461

32.5.3 令牌结构 461

32.5.4 令牌聚合 462

32.5.5 检查双重开销 463

32.5.6 交易 463

32.5.7 信任和安全考虑 465

32.5.8 性能分析 467

32.5.9 小结 468

第33章 PlanetLab平台 470

33.1 简介和历史 470

33.2 架构原则 472

33.2.1 应用中心接口 473

33.2.2 分布式虚拟化 474

33.2.3 非绑定的管理 475

33.3 PlanetLab方法论 476

33.3.1 使用PlanetLab 476

33.3.2 再现能力 477

33.3.3 代表性 478

33.3.4 量化结果 479

33.3.5 定性的经验 479

33.4 对Internet的影响 480

33.4.1 多到多连接 480

33.4.2 许多替代路由 480

33.4.3 重叠网和流量相关 481

33.5 长期目标 481

参考文献 483