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P2P文件共享系统设计与实现--文献综述
作者姓名
(学号计科系XX级XX班)
摘要:
对等网(P2P)主要指计算机之间以对等方式形成的网络连接,弱化或完全取消了服务器的作用。
文章首先将对P2P网络的基本概念、技术实现、主要应用进行介绍;然后分析P2P技术与C/S模式互联网的区别;最后介绍了JXTA协议。
关键字:
P2P;文件共享;C/S模式;JX-TA
1引言
随着像Napster、Gnutella、Freenet等P2P信息共享应用系统的流行,P2P(Peer-to—Peer,即对等网络)这种完全不同于客户/服务器的新一代分布式计算机模型正在受到越来越多的关注,已被《财富》杂志誉为将改变互联网未来的四大新技术之一。
P2P可以简单地定义为通过直接交换信息,共享计算机资源和服务,对等计算机兼有客户机和服务器的功能,在这种网络中所有节点是对等的,这些对等节点具有共同的责任与能力并协同完成服务,它们之
间通过直接互连实现信息资源、处理器资源以及存储资源的全面共享,而不需要依赖集中式服务器的支持,消除了信息孤岛和资源孤岛现象。
2P2P网络技术的研究
2.1P2P网络的基本概念
P2P技术主要指由硬件形成网络连接后的信息控制技术,主要代表形式是在应用层上基于P2P网络协议的客户端软件。
IBM为P2P下了如下定义:
P2P系统由若干互联协作的计算机构成,且至少具有如下特征之一:
系统依存于边缘化(非中央式服务器)设备的主动协作,每个成员直接从其他成员而不是从服务器的参与中受益;系统中成员同时扮演服务器与客户端的角色;系统应用的用户能够意识到彼此的存在,构成一个虚拟或实际的群体。
P2P网络是互联网整体架构的基础,互联网最基本的TCP/IP协议并没有客户端和服务器的概念,在通讯过程中,所有的设备都是平等的一端。
P2P技术改变了“内容”所在的位置,使其正在从“中心”走向“边缘”,也就是说内容不再存于主要的服务器上,而是存在所有用户的PC机上。
P2P使得PC重新焕发活力、不再是被动的客户端,而成为具有服务器和客户端双重特征的设备。
2.2P2P网络的分类
关于对等网的分类,目前尚不统一,有很多争论,安P2P
的定义大致可分为集中目录式对等网络、纯分布式对等网络、混合式对等网络。
2.2.1集中目录式对等网络
图1集中目录式对等网络
各节点之间可以直接建立连接,但网络的构建需要服务器,通过集中认证,建立索引机制。
然而这里的服务器仅用于辅助对等节点之间建立连接,一旦连接成功,服务器不再起作用,对等节点之间直接进行通信。
这不同于C/S模式中的服务器,也可以认为是弱化了服务器的作用。
这种P2P网络模型和纯分布式P2P网络相比,易于发现网络节点、易于管理且安全性较好,但也有类似C/S模式的缺陷,如容错性差等。
目前P2P技术的应用大多为这种模式,较为典型的如:
Napster等。
2.2.2纯分布式对等网络
图2纯分布式对等网络
网络中没有服务器,链状的节点之间构成一个分散式网络。
通过基于对等网协议的客户端软件搜索网络中存在的对等节点,节点之间不必通过服务器,可直接建立连接。
这种P2P网络模型优点在于允许用户设定自己的规则和建立自己的网络环境;为与Internet合作,提供近似的即插即用特性;不仅能够在Internet下有效地工作,而且对于LAN和Internet也非常有用。
存在的问题:
由于没有中心管理者,
网络节点难以发现;不易管理且安全性较差。
此种类型的P2P网络如:
Gnutella、FreeNet等。
2.2.3混合式对等网络
集中式P2P有利于网络资源的快速检索,并且只要服务器能力足够强大就可以无限扩展,但是其中心化的模式容易遭到直接的攻击;分布式P2P解决了抗攻击问题,但是又缺乏快速搜索和可扩展性。
混合式P2P结合了集中式和分布式P2P的优点,在设计思想和处理能力上都得到了进一步的优化。
它在分布式模式的基础上,将用户节点按能力进行分类,使某些节点担任特殊的任务。
这些节点共分为3种:
(1)用户节点:
普通节点,它不具有任何特殊的功能。
(2)搜索节点:
处理搜索请求,从它们的“孩子”节点中搜索文件列表,这些节点必须有128kbit/sRAM的网络连接速度,建议使用高性能的处理器。
(3)索引节点:
连接速度快、内存充足的节点可以作为索引节点。
索引节点用于保存可以利用的搜索节点信息,并搜集状态信息,维护网络结构信息。
这种模式的关键之一是引入了索引节点,索引节点不会直接连接到有版权的资料上,它就像搜索引擎一样,只是搜索和所需资料相关的地址,至于用户到底连接下载了什么内容则和它无关。
这种模式的关键之二是引入搜索节点,搜索节点管理着所属用户的文件列表。
用户节点通过索引节点
获得搜索节点信息,之后用户节点就与获得的搜索节点相连,每一次查询都通过该搜索节点进行。
2.3P2P网络与C/S模式网络的区别
P2P技术与C/S模式互联网技术的根本区别在于两者的拓扑结构不同,或者说两个系统中节点的连接方式不同。
分布式网络拓扑结构存在四种基本形式:
集中式拓扑、环型拓扑、树型拓扑和分散式拓扑。
由这四种基本的拓扑结构相互结合还可以形成各种混合式拓扑结构。
部分P2P技术属于纯分散式拓扑,其余多属于带有服务器的混合式拓扑;C/S模式为集中式拓扑。
当前互联网的主要技术模式是C/S模式,要求设置拥有强大处理能力和大带宽的高性能计算机,配合高档的服务器软件,将大量的数据集中存放在服务器上,而且还要安装多样化的服务软件,在集中处理数据的同时可以对互联网上其他PC提供服务,发送或接收数据,提供处理能力及其他应用。
与服务器联机并接受服务的客户端性能可以相对弱小。
而P2P技术的特征之一就是弱化服务器的作用,甚至取消服务器,任意两台PC互为服务器,同时又是客户端C/S模式造成互联网上的信息资源和成本资源均向服务器集中,这样的模式安全性好、易于管理,而且符合一对多、强对弱的社会关系形式,所以C/S模式是符合市场需求的。
P2P方式将导致信息数量、成本资源都向互联网各点均匀分
布,也就是所谓“边缘化”的趋势,而且交互性、即时性好,符合“一对一”的特点,以及彼此相当的社会关系形式,也符合市场的需求。
所以这两种方式将会共存,有关P2P即将替代C/S模式的说法是不成立的。
P2P有其独特的市场空间,是现有互联网应用的补充。
3JXTA协议的研究
3.1JXTA的主要概念
JXTA是SUN公司为了构建跨平台、跨操作系统和跨编程语言的P2P应用而提出并实现的一个P2P标准,其功能还在不断扩充和完善中。
JXTA技术提供了基础性的机制解决当前分布计算应用中面临的问题,实现新一代统一、安全、互操作以及异构的应用。
JXTA通过XML格式的消息表达,提供了强大的功能使得垂直应用得以交互,这对实现系统的互操作性有了很大的帮助。
3.2JXTA的层次结构
JXTA由三层组成,如图4所示。
第一层是JXTA核心层,它包含了服务所需要的核心功能;第二层是服务层,它提供了访问JXTA协议的接口;第三层是应用层,它使用服务来访问JXTA网络和JXTA提供的功能。
这样的设计和一个标准的操作系统比较相似,标准的操作系统包括核心操作系统、服务和应用程序。
图3JXTA的层次结构
各层的说明如下所示:
核心层(JXTACore):
这一层封装了最根本的东西,包括Peer、对等组、Peer发现、Peer通信、Peer监视和相关的安全原语。
服务层(JXTAServices):
这一层包括对于P2P网络不是必需的、但很通用的功能,如查找、共享、索引、代码缓存和内容缓存的机制。
应用层J(XTAAppilcaiton):
这一层包括了应用JXTA服务开发出来的完整的P2P应用程序,例如myJXTA,JXTA-CAD等应用程序。
3.3JXTA技术及其优势
JXTA技术的目标就是为P2P计算提供一个简单、灵活的平台,它为上层的P2P应用程序提供底层基础构架,这个构架由一系列协议构成。
JXTA协议不依赖任何编程语言,独立于操作系统平台,不受下层的网络传输协议限制。
JXTA技术是为了克服现有P2P系统的缺陷而提出的,那么JXTA技术发展的目标同时也就是此技术的优势是:
1互操作性:
JXTA技术能无缝地通过不同的P2P系统使网络中的对等节点方便地找到对方,相互通信,协同工作,向对方提供服务。
2平台无关性:
JXTA被设计成独立于编程语言,如c或JAVA,独立于系统平台,如WINDOWS和UNIX,独立于网
络平台,如TCP/IP和蓝牙。
3通用性:
JXTA被设计成能在住任何数字设备上实现,包括传感器、消费电子产品、PDA设备、网络路由器、桌面电脑、服务器和存储设备。
4结束语
本文就对等网的基本概念,对等网的技术实现、主要应用作了简要介绍;从易管理性、安全性等几个方面对P2P技术与C/S模式互联网技术进行了比较。
介绍了JXTA技术这一种致力丁从所有P2P系统中分离出这些系统的通用需求,从而解决P2P一系统中的核心问题技术,分析了JXTA技术的体系结构、核心协议以及优势所在。
利用JXTA技术则可以轻松开发了一个简单的并且具有可扩展、互操作性强及高可用性的P2P文件共享系统。
----------------下面是赠送的excel操作练习
不需要的下载后可以编辑删除
(Excel2003部分)
1.公式和函数
1.
(1)打开当前试题目录下文件excel-10.xls;
2,利用函数计算每个人各阶段总成绩~并利用函数计算各阶段的平均成绩,,3,“平均成绩”行数字格式都为带一位小数,例如0.0,格式,
4,同名存盘。
步骤:
a)文件?
在各阶段总成绩单元格内~点插入~点函数~在对话框中选择求和函数“SUM”~在对话中Number1内点右侧的按钮~将出现另外一个对话框~在文件中选择需要求和的单元格~然后点该对话框的右侧按钮~点确定,完成一个总成绩求和后~利用填充柄完成其他的总成绩求和~或者重复上面的顺序,?
在平均成绩单元格内~点插入~点函数~选择算术平均值函数AVERAGE~出现对话框后~采用求和时的相同方法~完成操作?
选中平均成绩行~点右键点设臵单元格~点数字~在分类项下点数值~设小数位为1~b)确定?
保存
2.
(1)打开当前试题目录下文件excel-13.xls;
2,根据工作表中给定数据~按“合计=交通费+住宿费+补助”公式计算“合计”数~并计算交通费、住宿费和补助的合计数,
3,所有数字以单元格格式中货币类的“,”货币符号、小数点后2位数表现,如:
2,115.00格式,,
4,同名存盘。
打开当前试题目录下文件excel-13.xls?
在合计下的一个单元格内输入“=交通费,在该行的单元格~假如说是E3,+住宿费,同上,+补助,同上,”~回车,其他的合计可以采用填充柄完成~或者重复上面的顺序,?
利用求和函数~参考1中的方法完成交通费、住宿费和补助的合计?
选择文件中的所有数字单元格~点右键~点设臵单元格格式~点数字~点货币~选择货币符号为“,”~设臵小数点后为2位~确定?
保存文件?
本题完成
3.
(1)打开当前试题目录下文件excel-2.xls;
2,根据工作表中数据~计算“总成绩”列的数据。
总成绩=一阶段成绩×0.3+二阶段成绩×0.3+三阶段成绩×0.4,
3,“总成绩”列数据格式为小数点后2位小数,例:
6.20,,
4,同名存盘。
打开当前试题目录下文件excel-2.xls?
在总成绩下的一个单元格内输入“=一阶段成绩,在该行的单元格~假如说是E3,*0.3+住宿费,同上,*0.3+补助,同上,*0.4”~回车,其他的合计可以采用填充柄完成~或者重复上面的顺序,?
选中总成绩列的数据单元格~点右键~点设臵单元格格式~点数字~点数值~设臵小数点后为2位~确定?
保存文件?
本题完成
4.
(1)打开当前试题目录下文件excel-3.xls;
2,计算“审定费”和“税后款”~“审定费=全书字数?
1000×3~税后款=审定费-审定费×5%”,
3,利用菜单将“审定费”和“税后款”列格式设臵为货币类的“,”货币符号、小数点1位,例,1,280.0,,
4,同名存盘。
打开当前试题目录下文件excel-3.xls?
在审定费下的一个单元格内输入“=全书字数,在该行的单元格~假如说是E3,/1000*3”~回车,其他的审定费可以采用填充柄完成~或者重复上面的顺序,?
在税后款下的一个单元格内输入“=审定费,在该行的单元格~假如说是F3,-审定费*5%”~回车,其他的税后款可以采用填充柄完成~或者重复上面的顺序,?
选中审定费及税后款列的数据单元格~点右键~点设臵单元格格式~点货币~选择货币符号“,”~设臵小数点后为1位~确定?
保存文件?
本题完成
5.
(1)打开当前试题目录下文件excel-8.xls;
2,利用函数计算“总成绩”~利用公式“平均成绩=总成绩?
3”来计算“平均成绩”,,3,同名存盘。
打开当前试题目录下文件excel-8.xls?
在总成绩下的一个单元格~点插入~点函数~在对话框中选求和函数“SUM”~在对话中Number1内点右侧的按钮~将出现另外一个对话框~在文件中选择需要求和的单元格~然后点该对话框的右侧按钮~点确定,完成一个总成绩求和后~利用填充柄完成其他的总成绩求和~或者重复上面的顺序?
在平均成绩下的一个单元格内~输入“=平均成绩,在该行的单元格~假如说是B3,/3”~回车,其他平均成绩可以采用填充柄完成~或者重复上面的顺序,?
保存文件?
本题完成
6.
(1)打开当前试题目录下文件excel-1.xls;
2,利用公式计算每个项目的“合计”,
3,“合计”列数据的格式和其它数据的格式相同,
4,同名存盘。
打开当前试题目录下文件excel-1.xls?
在合计下的一个单元格~点插入~点函数~在对话框
中选求和函数“SUM”~在对话中Number1内点右侧的按钮~将出现另外一个对话框~在文件中选择需要求和的单元格~然后点该对话框的右侧按钮~点确定,完成一个总成绩求和后~利用填充柄完成其他的总成绩求和~或者重复上面的顺序?
利用格式刷将合计的列的数据格式刷成与其他数据格式相同的格式,使用格式刷的方法是~先选中合计列外的其他任意一个单元格~点格式刷~然后再点需要刷成该样格式的单元格即可,?
保存文件?
本题完成
7.
(1)打开当前试题目录下文件excel-6.xls;
2,计算出“净资产收益率”~净资产收益率=净利润?
净资产总额,
3,“净资产收益率”行以保留三位小数的百分数形式表现,如:
32.310%,,,4,同名存盘。
打开当前试题目录下文件excel-6.xls?
在净资产收益率下的一个单元格~输入“=净利润,在该行的单元格~假如说是B3,/净资产总额”~回车,完成一个单元格后~可以利用填充柄完成其他的单元格的操作~或者重复上面的顺序,?
选中净资产收益率列下的数据单元格~点右键~点设臵单元格格式~点数字~单百分比~将小数位数设为3位~确定?
保存文件?
本题完成
8.
(1)打开当前试题目录下文件excel-7.xls;
2,分别利用函数计算出“总成绩”、“平均成绩”,
3,平均成绩设臵带两位小数格式,例如:
78.00,,
4,同名存盘。
打开当前试题目录下的excel-7.xls文件?
在总成绩对应的单元格内~点插入~点函数~在对话框中选择求和函数“SUM”~在对话中Number1内点右侧的按钮~将出现另外一个对话框~在文件中选择需要求和的单元格~然后点该对话框的右侧按钮~点确定,如果有多个总成绩项~完成一个总成绩求和后~利用填充柄完成其他的总成绩求和~或者重复上面的顺序,?
在平均成绩对应的单元格内~点插入~点函数~选择算术平均值函数AVERAGE~出现对话框后~采用求和时的相同方法~完成操作?
选中平均成绩对应的单元格~点右键~点设臵单元格~点数字~点数值~设小数位为2~确定?
保存文件?
本题完成
9.
(1)打开当前试题目录下文件excel-16.xls;
2,计算出“全套优惠价”~公式为:
全套优惠价裸机价+入网费-送话费,,3,所有数字都以单元格格式中货币类的“,”货币符号、小数点后1位小数表现,如:
1,450.00,,,4,同名存盘。
打开当前试题目录下文件excel-16.xls?
在全套优惠价对应的单元格~输入“=全套优惠价裸机价,在该行的单元格~假如说是B3,+入网费,同上,-送话费”~回车,如果有多个全套优惠价项~可以利用填充柄完成~也可以重复上面的顺序,?
选中所有的数字单元格~点右键~点设臵单元格格式~点数字~点货币~选择货币符号为“,”~设小数位为2位~确定?
保存文件?
本题完成
10.
(1)打开当前试题目录下文件excel-71.xls;
2,利用函数计算奖金项的值~公式是“满工作量为40~满工作量的奖金为800元~工作量不足的奖金为600元”,
3,利用公式计算实发工资项的值~公式是“实发工资为基本工资加奖金~再减去住房基金和保险费”,
4,同名存盘。
打开当前试题目录下文件excel-71.xls?
选中奖金项下的一个单元格~点插入~点函数~点IF函数~在对话框中~第一个条件格式内输入“该行工作量项下的单元格,比如是E3,>=40,即E3>=40,”~在true内输入800~在false内输入600~确定,其余行可以采用填充柄完成~或重复上述的顺序,?
选择实发工资项下的一个单元格~输入“=基本工资,在该行的单元格名,+奖金,同上,-住房基金,同上,-保险费,同上,”~确认,回车,,其余单元格采用填充柄完成~或重复上述顺序,?
保存文件?
本题完成
11.If函数的应用:
根据教师工作表教师职称确定其职务津贴
练习Excel2003P140:
Excel2003电子表格的编辑操作
2.排序
3.
(1)打开当前试题目录下文件excel-24.xls;
2,在B4单元格内键入数字“45637”,
3,表格所有数字格式为带1位小数格式,如:
23456.0,,
4,将Sheet1的所有内容复制到工作表Sheet2的相应单元格内~并以“电器”为关键字~对四个季度所有数据递减排序,
5,同名存盘。
打开当前试题目录下文件excel-24.xls?
点B4单元格~输入“45637”?
选中表格内的所有数字格式~点右键~点设臵单元格格式~点数字~设小数位为1~确定?
全选SHEET1,即当前的文件,~点复制~点开SHEET2~点当前页面的左上角的单元格~点粘贴?
点“电器”单元格~点表格~点排序~主要关键字下选择电器~点降序~确定?
保存文件?
本题完成
4.
(1)打开当前试题目录下文件excel-29.xls;
2,根据工作表中数据~在B4单元格内键入数据“2580”,
3,表格数字数据设臵为“0,000.0”的格式,
4,以“1997年”为关键字~对不同规格所有相应数据进行递减排序,,5,同名存盘。
打开当前试题目录下文件excel-29.xls?
点B4单元格~输入“2580”?
选中表格内的所有数字格式~点右键~点设臵单元格格式~点数值~设小数位为1~点使用千分分隔符为有效~确定?
点“1997年”单元格~点表格~点排序~主要关键字下选择1997~点降序~确定?
保存文件?
本题完成
5.
(1)打开当前试题目录下文件excel-33.xls;
2,根据工作表中数据~在E4单元格内键入数据“商务出版社”,
3,将SHEET1所有内容复制到工作表SHEET2的相应位臵~并以“单价”为关键字~递减排序,
4,同名存盘。
打开当前试题目录下文件excel-33.xls?
点E4单元格~输入“商务出版社”?
全选SHEET1,即当前的文件,~点复制~点开SHEET2~点当前页面的左上角的单元格~点粘贴?
点“单价”单元格~点表格~点排序~主要关键字下选择单价~点降序~确定?
保存文件?
本题完成
6.
(1)打开当前试题目录下文件excel-23.xls;
2,根据工作表中数据~在A4单元格内键入数据“李四”,
3,“总成绩”列数据都设臵为带一位小数格式,
4,将所有内容复制到SHEET2工作表中相应单元格~并以“总成绩”为关键字递增排序,,5,同名存盘。
打开当前试题目录下文件excel-23.xls?
点A4单元格~输入“李四”?
选中总成绩列的全部数据~点右键~点设臵单元格格式~点数字~点数值~设小数位为1位~确定?
全选SHEET1,即当前的文件,~点复制~点开SHEET2~点当前页面的左上角的单元格~点粘贴?
点“总成绩”单元格~点表格~点排序~主要关键字下选择总成绩~点升序~确定?
保存文件?
本题完成
7.
(1)打开当前试题目录下文件excel-36.xls;
2,根据工作表中数据~在A4单元格内键入数据“狮子座”,
3,A4单元格数据格式与该列其它相应数据格式保持一致,
4,将SHEET1的所有内容复制到SHEET2中~并以“赤纬,度,”为关键字~递减排序,,5,同名存盘。
打开当前试题目录下文件excel-36.xls?
点A4单元格~输入“狮子座”?
选中A4单元格所在列的其他单元格~点格式刷~点A4单元格?
全选SHEET1,即当前的文件,~点复制~点开SHEET2~点当前页面的左上角的单元格~点粘贴?
点“赤纬,度,”单元格~点表格~点排序~主要关键字下选择赤纬,度,~点降序~确定?
保存文件?
本题完成
8.
(1)打开当前试题目录下文件excel-21.xls;
2,根据工作表中数据~在B5单元格内键入数据2719840,
3,B列、C列数字都以单元格格式中货币类的“,”货币符号、小数点后2位小数表现,如:
3,200,000.00”,,
4,将所有内容拷贝到SHEET2中相应位臵~并按关键字“增长率”递减排序,,5,同名存盘。
打开当前试题目录下文件excel-21.xls?
点B5单元格~输入“2719840”?
选中B、C列下的数字,单元格,~点右键~点设臵单元格格式~点数字~点货币~设货币符号为“,”~设小数点位为2位~采用千分隔符~确定?
全选SHEET1,即当前的文件,~点复制~点开SHEET2~点当前页面的左上角的单元格~点粘贴?
点“增长率”单元格~点表格~点排序~主要关键字下选择增长率~点降序~确定?
保存文件?
本题完成
9.
(1)打开当前试题目录下文件excel-30.xls;
2,根据工作表中数据~在C4单元格内键入数据“3650”,
3,所有数字所在格式为0,000.0格式,
4,将SHEET1的所有内容复制到SHEET2相应单元格并以“木材”为关键字~递减排序,,5,同名存盘。
打开当前试题目录下文件excel-30.xls?
点C4单元格~输入“3650”?
选中所有数字单元格~点右键~点设臵单元格格式~点数字~点数值~设小数位为1位~采用千分隔符~确定?
全选SHEET1,即当前的文件,~点复制~点开SHEET2~点当前页面的左上角的单元格~点粘贴?
点“木材”单元格~点表格~点排序~主要关键字下选择增长
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