先拋開區(qū)塊鏈漫雕，只講P2P还绘，對P2P了解后稽穆，再慢慢解開區(qū)塊鏈對P2P的應(yīng)用。

P2P發(fā)展歷史

本文是從《P2P對等網(wǎng)絡(luò)原理及應(yīng)用》和網(wǎng)上資料總結(jié)出來

第一代 - 集中式P2P

• 拓補(bǔ)圖

  
  
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• 實(shí)現(xiàn)原理
  選擇一個節(jié)點(diǎn)作為中心節(jié)點(diǎn)米丘，使所有其他節(jié)點(diǎn)和這個中心節(jié)點(diǎn)建立星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)剑令。每個節(jié)點(diǎn)把自己的資源索引信息存儲在中心節(jié)點(diǎn)，從而中心節(jié)點(diǎn)擁有全網(wǎng)的資源索引信息拄查。當(dāng)某個節(jié)點(diǎn)需要獲取某個資源時吁津，向中心節(jié)點(diǎn)提交關(guān)鍵字/索引，中心節(jié)點(diǎn)定位出能夠提供內(nèi)容服務(wù)的節(jié)點(diǎn)堕扶，請求節(jié)點(diǎn)與這些節(jié)點(diǎn)分別建立傳輸通道碍脏，實(shí)現(xiàn)并行傳送∩运悖可以看出典尾，它在路由查詢（內(nèi)容路由）上，與傳統(tǒng)系統(tǒng)架構(gòu)并無區(qū)別糊探，P2P主要體現(xiàn)在請求節(jié)點(diǎn)從其他多個節(jié)點(diǎn)并行獲得數(shù)據(jù)上钾埂。

• 優(yōu)點(diǎn)
  集中式結(jié)構(gòu)非常簡單，是最容易實(shí)現(xiàn)的一種方式科平，而且維護(hù)簡單褥紫，資源發(fā)現(xiàn)效率高。

• 缺點(diǎn)

  • 因為所有資源索引都保存在中心節(jié)點(diǎn)瞪慧，很容易形成單點(diǎn)故障髓考，中央索引服務(wù)器的癱瘓容易導(dǎo)致整個網(wǎng)絡(luò)的崩潰，因此可靠性和安全性較低弃酌。
  • 隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大氨菇，對中央索引服務(wù)器進(jìn)行維護(hù)和更新的費(fèi)用將急劇增加，所需成本較高妓湘。
  • 中央索引服務(wù)器的存在常引起版權(quán)問題上的糾紛查蓉，服務(wù)提供商容易被追究法律責(zé)任。

• 典型應(yīng)用：
  Mp3共享軟件 Napster

  
  
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第二代 - 純分布式P2P

• 拓?fù)鋱D

  
  
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• 實(shí)現(xiàn)原理
  這種結(jié)構(gòu)不需要中心節(jié)點(diǎn)多柑，是一種純分布式的機(jī)制奶是。一個新加入的節(jié)點(diǎn)和P2P網(wǎng)絡(luò)中的某個節(jié)點(diǎn)間隨機(jī)建立連接通道，從而形成一個隨機(jī)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)竣灌。當(dāng)一個節(jié)點(diǎn)需要進(jìn)行內(nèi)容路由時聂沙，將請求的信息通過隨意拓?fù)浞汉槌鋈ィ沟萌W(wǎng)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)都收到路由查詢消息初嘹。接到查詢消息的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行檢索判斷是否擁有相應(yīng)資源及汉，如有則進(jìn)行查詢響應(yīng)。
  關(guān)鍵原理
  1.小世界模型

  
  
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  “小世界網(wǎng)絡(luò)模型”屯烦，也叫“六度分割”坷随，就是從人群中任意挑選兩個陌生人房铭，他們要達(dá)到彼此認(rèn)識的最短關(guān)系鏈數(shù)是6。
  有幾個參數(shù)需要關(guān)注：

  • 概率P(0-1)：節(jié)點(diǎn)以較小的概率將邊的一端移到另一個隨機(jī)選取的位置上
  • L長度（上面的6）：也就是兩個節(jié)點(diǎn)相連的最少邊長度的平均數(shù)
  • 節(jié)點(diǎn)的度：也就是平均每個節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)（朋友）數(shù)量
  • 集團(tuán)化系數(shù)C：某個人的兩個朋友有可能互相是朋友温眉，表示一種重疊特征

2.泛洪原理

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請求節(jié)點(diǎn)要尋找資源缸匪，必須要向全網(wǎng)進(jìn)行廣播，這就是泛洪技術(shù)类溢。
泛洪有兩個弊端：

• 泛洪循環(huán)凌蔬，如下圖，查詢消息從1-2-4-3-1形成一個環(huán)路闯冷。

  
  
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  可以通過設(shè)置TTL限制（就是在節(jié)點(diǎn)之間轉(zhuǎn)發(fā)最大跳數(shù)）和利用樹形結(jié)構(gòu)消除環(huán)路來解決問題砂心。

  
  
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• 響應(yīng)消息風(fēng)暴，大量的節(jié)點(diǎn)向請求節(jié)點(diǎn)響應(yīng)信息蛇耀，瞬間讓請求節(jié)點(diǎn)癱瘓辩诞，這個問題非常致命。

  
  
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• 優(yōu)點(diǎn)
  這種網(wǎng)絡(luò)完全隨機(jī)纺涤，不需要按照某種規(guī)定去構(gòu)建译暂，實(shí)現(xiàn)起來簡單，在小范圍內(nèi)查詢性能較好撩炊；
  一般不提供性能保證秧秉，但容錯性好，支持復(fù)雜的查詢衰抑，并受結(jié)點(diǎn)頻繁加入和退出系統(tǒng)的影響小。

• 缺點(diǎn)
  除了上面的防洪問題荧嵌，還有查詢的結(jié)果不保證呛踊，查詢速度較慢，對網(wǎng)絡(luò)帶寬的消耗非常大啦撮，并由此帶來可擴(kuò)展性差等問題谭网。

• 典型應(yīng)用
  采用這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)最典型的案例便是Gnutella（音譯：紐特拉）。準(zhǔn)確地說赃春，Gnutella不是特指某一款軟件愉择，而是指遵守Gnutella協(xié)議[3]的網(wǎng)絡(luò)以及客戶端軟件的統(tǒng)稱。目前基于Gnutella網(wǎng)絡(luò)的客戶端軟件非常多织中，著名的有Shareaza锥涕、LimeWire和BearShare等。
  

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第三代 - 混合式P2P

• 拓補(bǔ)圖

  
  
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• 實(shí)現(xiàn)原理
  混合式P2P網(wǎng)絡(luò)是指局部上呈現(xiàn)集中式狭吼，整體上表現(xiàn)分布式的組織結(jié)構(gòu)层坠。以KazaA為例介紹這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，主要有兩類節(jié)點(diǎn)：超級節(jié)點(diǎn)（SN）和普通節(jié)點(diǎn)（ON）刁笙。整個網(wǎng)絡(luò)有兩級結(jié)構(gòu)破花，第一級是由SN組成的分布式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)谦趣，每個SN大概有40個SN鄰居；第二級是ON與SN組成的星形集中式結(jié)構(gòu)座每，每個SN下面有100多個ON前鹅。一個節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)成為SN還是ON，是根據(jù)節(jié)點(diǎn)的CPU峭梳、內(nèi)存舰绘、網(wǎng)絡(luò)帶寬等資源決定。全網(wǎng)的資源索引存儲在所有的SN節(jié)點(diǎn)延赌，當(dāng)一個ON需要下載某個文件時除盏，會向其父SN節(jié)點(diǎn)發(fā)送查詢請求，父節(jié)點(diǎn)再通過泛洪方式在SN組成的網(wǎng)絡(luò)平面內(nèi)進(jìn)行泛洪廣播挫以，由SN返回資源存儲的位置信息者蠕。

• 優(yōu)點(diǎn)
  結(jié)合了集中式和純分布式的優(yōu)缺點(diǎn)，提供了更好的性能掐松，可擴(kuò)展性較好踱侣，組網(wǎng)方式更加靈活，容易管理大磺；根據(jù)節(jié)點(diǎn)的能力決定功能抡句，具有高度適應(yīng)性。

• 缺點(diǎn)
  超級點(diǎn)依賴性大杠愧，易于受到攻擊待榔，容錯性也受到影響。

• 典型應(yīng)用
  KaZaa是當(dāng)前世界最流行的幾款P2P文件共享軟件之一流济。

第四代 - 結(jié)構(gòu)化P2P

• 拓補(bǔ)圖

  
  
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• 實(shí)現(xiàn)原理
  結(jié)構(gòu)化P2P網(wǎng)絡(luò)與純分布式網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)是一樣的锐锣，沒有中心節(jié)點(diǎn)。但是相對于純分布式結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)是隨機(jī)組建的绳瘟，結(jié)構(gòu)化P2P網(wǎng)絡(luò)讓所有節(jié)點(diǎn)按照某種結(jié)構(gòu)進(jìn)行有序組織如形成一種環(huán)形網(wǎng)絡(luò)或樹形網(wǎng)絡(luò)雕憔，將資源的索引信息也進(jìn)行有序組織并按照某種規(guī)律保存在相應(yīng)節(jié)點(diǎn)，從而避免了消息的泛洪問題糖声。
  舉個簡單的例子推演結(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)：
  資源空間斤彼，代表P2P網(wǎng)絡(luò)所有資源的集合，每個資源都有一個資源索引<資源編號蘸泻，資源名稱琉苇，資源存儲節(jié)點(diǎn)ip端口>，資源編號是對資源的唯一標(biāo)志悦施，比如1翁潘，2，3歼争，4等
  節(jié)點(diǎn)空間拜马，即P2P網(wǎng)絡(luò)所有節(jié)點(diǎn)的集合渗勘，每個節(jié)點(diǎn)也有一個編號作為唯一標(biāo)志，比如1俩莽，2旺坠，3，4等
  加入有一種方法扮超，可以讓資源的編號與節(jié)點(diǎn)的編號完全一一對應(yīng)取刃，即剛好N個資源和N個節(jié)點(diǎn)，且編號剛好都是從1-N出刷，那么重要讓資源i存放在節(jié)點(diǎn)i上璧疗，某個節(jié)點(diǎn)請求資源i，只需要找到節(jié)點(diǎn)i即可馁龟。
  怎么找到節(jié)點(diǎn)i呢崩侠，如果有一種網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)拓?fù)鋱D，使得鄰居之間節(jié)點(diǎn)編號有一定規(guī)則坷檩，如按照大小排成一個鏈表却音，并且讓每個節(jié)點(diǎn)除了保存距離近的節(jié)點(diǎn)，還保存一些相距稍遠(yuǎn)的節(jié)點(diǎn)信息矢炼，那么請求節(jié)點(diǎn)在搜索節(jié)點(diǎn)i時系瓢，可以根據(jù)自己的節(jié)點(diǎn)編號與節(jié)點(diǎn)i的關(guān)系大致判斷節(jié)點(diǎn)i的位置，從而把請求信息首先發(fā)給距離節(jié)點(diǎn)i較近的節(jié)點(diǎn)句灌。這樣就能形成一種更好的搜索效果夷陋。

這就是DHT算法，結(jié)構(gòu)化P2P的核心思想胰锌。

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• 優(yōu)點(diǎn)
  網(wǎng)絡(luò)自組織肌稻，自適應(yīng)和可拓展性強(qiáng)，不需要中心節(jié)點(diǎn)匕荸。使用結(jié)構(gòu)化算法，查詢效率高枷邪；

• 缺點(diǎn)
  DHT這類結(jié)構(gòu)最大的問題是DHT的維護(hù)機(jī)制較為復(fù)雜榛搔，尤其是結(jié)點(diǎn)頻繁加入退出造成的網(wǎng)絡(luò)波動（Churn）會極大增加DHT的維護(hù)代價。DHT所面臨的另外一個問題是DHT僅支持精確關(guān)鍵詞匹配查詢东揣，無法支持內(nèi)容/語義等復(fù)雜查詢践惑。

• 典型應(yīng)用
  最經(jīng)典的案例是Tapestry，Pastry嘶卧，Chord和CAN尔觉。

  
  
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四種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)比較

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區(qū)塊鏈?zhǔn)褂玫腜2P類型 - 結(jié)構(gòu)化P2p

P2P技術(shù)

對于文件下載，流媒體領(lǐng)域芥吟，關(guān)鍵技術(shù)：

1. 文件索引獲日焱（下載種子）
2. 內(nèi)容路由（找到那些節(jié)點(diǎn)有目標(biāo)下載文件）
3. 內(nèi)容傳送（實(shí)時专甩，非實(shí)時）

對于區(qū)塊鏈，關(guān)鍵的技術(shù)點(diǎn)是：

1. NAT穿越
2. 節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)
3. 節(jié)點(diǎn)通信（下次分享）