P2P網(wǎng)絡(luò)技術(shù)原理與系統(tǒng)開(kāi)發(fā)案例

基礎(chǔ)理論篇
第1章　P2P基本概念　3
1.1　P2P網(wǎng)絡(luò)的定義　3
1.2　P2P網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)　4
1.2.1　集中式P2P網(wǎng)絡(luò)　4
1.2.2　完全分布式非結(jié)構(gòu)化P2P網(wǎng)絡(luò)　5
1.2.3　完全分布式結(jié)構(gòu)化P2P網(wǎng)絡(luò)　6
1.2.4　混合式P2P網(wǎng)絡(luò)　7
1.2.5　P2P網(wǎng)絡(luò)和傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的對(duì)比　8
1.3　P2P網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用　9
1.4　P2P的發(fā)展　11
1.4.1　起步　11
1.4.2　發(fā)展　11
1.4.3　高峰　11
1.5　國(guó)內(nèi)外P2P技術(shù)的研究現(xiàn)狀　12
1.5.1　國(guó)外相關(guān)研究　12
1.5.2　國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀　12
1.6　本章總結(jié)　13
1.7　練習(xí)題　13
第2章　主流P2P系統(tǒng)　15
2.1　文件共享類(lèi)系統(tǒng)　15
2.1.1　Napster　15
2.1.2　Gnutella　17
2.1.3　BitTorrent　18
2.1.4　eMule　20
2.1.5　Maze　22
2.2　即時(shí)通信類(lèi)系統(tǒng)　24
2.2.1　Skype　24
2.2.2　QQ　27
2.2.3　GTalk　28
2.3　流媒體類(lèi)系統(tǒng)　29
2.3.1　AnySee　29
2.3.2　PPLive　31
2.4　共享存儲(chǔ)類(lèi)系統(tǒng)　32
2.4.1　OceanStore系統(tǒng)　32
2.4.2　Granary　33
2.5　對(duì)等計(jì)算類(lèi)系統(tǒng)　35
2.6　本章總結(jié)　36
2.7　練習(xí)題　36
第3章　P2P網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)——搜索和路由算法　37
3.1　傳統(tǒng)搜索技術(shù)　37
3.2　P2P搜索技術(shù)的發(fā)展　38
3.3　DHT網(wǎng)絡(luò)(結(jié)構(gòu)化P2P網(wǎng)絡(luò))的搜索技術(shù)　40
3.3.1　DHT路由原理　40
3.3.2　Chord　41
3.3.3　Pastry　45
3.3.4　CAN　47
3.3.5　Tapestry　49
3.3.6　小結(jié)　51
3.4　非結(jié)構(gòu)化P2P網(wǎng)絡(luò)的搜索技術(shù)　52
3.4.1　Flooding　52
3.4.2　Modified-BFS　53
3.4.3　Iterative Deepening　53
3.4.4　Random Walk　55
3.4.5　Query Routing　56
3.4.6　Gnutella2　57
3.4.7　移動(dòng)Agent　58
3.4.8　小結(jié)　59
3.5　小世界(Small World)模型　59
3.5.1　小世界模型的引入　59
3.5.2　小世界網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?0
3.5.3　小世界網(wǎng)絡(luò)的研究現(xiàn)狀　61
3.6　P2P搜索技術(shù)研究的挑戰(zhàn)　61
3.7　本章總結(jié)　62
3.8　練習(xí)題　62
第4章　P2P網(wǎng)絡(luò)穿越　64
4.1　Middlebox與網(wǎng)絡(luò)穿越　64
4.1.1　Middlebox概述　64
4.1.2　Middlebox的種類(lèi)　65
4.2　穿越NAT網(wǎng)絡(luò)　65
4.2.1　NAT網(wǎng)絡(luò)概念　65
4.2.2　STUN協(xié)議與NAT穿越　71
4.2.3　UDP穿越NAT　74
4.2.4　TCP穿越NAT　75
4.2.5　NAT類(lèi)型檢測(cè)　76
4.2.6　常見(jiàn)NAT穿越解決方案　79
4.3　本章總結(jié)　81
4.4　練習(xí)題　81
第5章　P2P與網(wǎng)絡(luò)安全　82
5.1　P2P網(wǎng)絡(luò)引發(fā)的安全問(wèn)題　82
5.1.1　P2P網(wǎng)絡(luò)所引發(fā)的版權(quán)問(wèn)題　82
5.1.2　P2P網(wǎng)絡(luò)對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的威脅　84
5.2　P2P網(wǎng)絡(luò)面臨的安全問(wèn)題　84
5.2.1　P2P網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)在安全方面的區(qū)別　85
5.2.2　P2P網(wǎng)絡(luò)病毒與蠕蟲(chóng)病毒　85
5.2.3　DHT安全　86
5.2.4　P2P網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)　91
5.3　利用P2P網(wǎng)絡(luò)解決安全問(wèn)題　95
5.3.1　利用P2P網(wǎng)絡(luò)的匿名通信系統(tǒng)　96
5.3.2　利用P2P網(wǎng)絡(luò)防御DDoS攻擊　99
5.4　Skype的安全性分析　101
5.4.1　Skype簡(jiǎn)介　101
5.4.2　Skype安全機(jī)制分析　106
5.4.3　Skype流量識(shí)別　110
5.5　本章總結(jié)　111
5.6　練習(xí)題　111
開(kāi)發(fā)實(shí)踐篇
第6章　Python語(yǔ)言開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)　115
6.1　Python語(yǔ)言概述　115
6.1.1　Python的發(fā)展歷史　115
6.1.2　Python的特性　116
6.1.3　Python的功能　116
6.2　安裝和使用Python解釋器　116
6.3　Python集成開(kāi)發(fā)環(huán)境　118
6.4　基本數(shù)據(jù)類(lèi)型和結(jié)構(gòu)　119
6.4.1　列表　119
6.4.2　元組　120
6.4.3　字典　120
6.5　流程控制語(yǔ)句　121
6.5.1　if語(yǔ)句　121
6.5.2　for語(yǔ)句　121
6.5.3　while語(yǔ)句　122
6.5.4　break、continue和pass　122
6.6　函數(shù)的實(shí)現(xiàn)方法　123
6.7　類(lèi)的使用　125
6.7.1　類(lèi)的定義　125
6.7.2　類(lèi)的繼承　126
6.8　使用包組織程序　126
6.9　實(shí)現(xiàn)多線(xiàn)程程序　126
6.9.1　線(xiàn)程狀態(tài)　127
6.9.2　線(xiàn)程對(duì)象　127
6.9.3　線(xiàn)程同步　128
6.10　網(wǎng)絡(luò)編程實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用　131
6.10.1　Socket編程　131
6.10.2　網(wǎng)絡(luò)編程庫(kù)　133
6.11　用戶(hù)界面編程基礎(chǔ)　134
6.12　異常處理　135
6.13　文件處理　136
6.14　調(diào)試Python程序　137
6.14.1　使用IDLE調(diào)試程序　137
6.14.2　Pdb調(diào)試模塊　139
6.14.3　使用print語(yǔ)句　141
6.15　本章總結(jié)　141
6.16　練習(xí)題　141
第7章　JXTA開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)　142
7.1　JXTA簡(jiǎn)介　142
7.1.1　為什么選擇JXTA　142
7.1.2　JXTA是什么　143
7.2　JXTA的平臺(tái)結(jié)構(gòu)　143
7.2.1　總體描述　143
7.2.2　JXTA的組件　144
7.2.3　JXTA結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵特征　144
7.3　JXTA的基本概念　145
7.3.1　對(duì)等點(diǎn)　145
7.3.2　點(diǎn)組　145
7.3.3　網(wǎng)絡(luò)服務(wù)　146
7.3.4　模塊　147
7.3.5　管道　148
7.3.6　雙向可靠通信信道(JxtaSocket，JxtaBiDiPipe)　149
7.3.7　消息　150
7.3.8　通告　150
7.3.9　安全　154
7.3.10　ID　154
7.4　JXTA的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)　155
7.4.1　組織形式　155
7.4.2　分布式共享資源索引(SRDI)　155
7.4.3　查詢(xún)過(guò)程　156
7.4.4　防火墻和NAT　157
7.4.5　JXTA協(xié)議　158
7.5　JXTA開(kāi)發(fā)環(huán)境　160
7.5.1　安裝JDK　160
7.5.2　安裝NetBeans　163
7.5.3　安裝JXTA開(kāi)發(fā)庫(kù)　164
7.6　JXTA開(kāi)發(fā)入門(mén)　164
7.6.1　HelloWorld　164
7.6.2　創(chuàng)建和加入點(diǎn)組　172
7.6.3　使用管道進(jìn)行通信　177
7.6.4　JXTA套接字　188
7.7　本章總結(jié)　195
7.8　練習(xí)題　196
第8章　P2P文件共享系統(tǒng)開(kāi)發(fā)　197
8.1　P2P文件共享概述　197
8.2　BitTorrent文件共享系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)分析　197
8.2.1　BitTorrent協(xié)議分析　198
8.2.2　BitTorrent下載部署　200
8.2.3　BitTorrent種子文件分析　205
8.2.4　Tracker服務(wù)器實(shí)現(xiàn)　208
8.2.5　BitTorrent客戶(hù)端實(shí)現(xiàn)　209
8.3　使用Python實(shí)現(xiàn)P2P文件共享　210
8.3.1　系統(tǒng)設(shè)計(jì)　210
8.3.2　命令處理　210
8.3.3　共享文件列表　211
8.3.4　文件傳輸模塊　211
8.3.5　實(shí)現(xiàn)代碼分析　211
8.4　本章總結(jié)　216
8.5　練習(xí)題　217
第9章　P2P全文檢索系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)　218
9.1　系統(tǒng)目標(biāo)　218
9.1.1　系統(tǒng)背景　218
9.1.2　系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)及原則　219
9.1.3　軟件支撐環(huán)境　219
9.1.4　功能性目標(biāo)　220
9.1.5　性能性目標(biāo)　221
9.2　系統(tǒng)原理　222
9.2.1　本地關(guān)鍵字處理　223
9.2.2　P2P網(wǎng)絡(luò)路由　229
9.3　系統(tǒng)設(shè)計(jì)　234
9.3.1　靜態(tài)模型　234
9.3.2　動(dòng)態(tài)模型　238
9.3.3　接口設(shè)計(jì)　242
9.4　程序示例　242
9.4.1　虛節(jié)點(diǎn)路由表的接口函數(shù)　242
9.4.2　虛節(jié)點(diǎn)路由表的代碼實(shí)現(xiàn)　243
9.5　系統(tǒng)分析　263
9.5.1　系統(tǒng)的擴(kuò)展性　263
9.5.2　系統(tǒng)安全性分析　263
9.5.3　虛節(jié)點(diǎn)內(nèi)部的路由機(jī)制問(wèn)題　264
9.6　本章總結(jié)　265
9.7　練習(xí)題　266
第10章　使用JXTA設(shè)計(jì)P2P即時(shí)消息系統(tǒng)　267
10.1　即時(shí)通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介　267
10.1.1　即時(shí)通信系統(tǒng)的起源及發(fā)展　267
10.1.2　即時(shí)通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析　268
10.2　用JXTA開(kāi)發(fā)即時(shí)通信系統(tǒng)　269
10.3　XCHAT系統(tǒng)設(shè)計(jì)　269
10.3.1　模塊設(shè)計(jì)　269
10.3.2　協(xié)議設(shè)計(jì)　270
10.4　XCHAT系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)　270
10.4.1　本地好友列表的實(shí)現(xiàn)　270
10.4.2　好友信息維護(hù)模塊的實(shí)現(xiàn)　271
10.4.3　用戶(hù)界面模塊的實(shí)現(xiàn)　277
10.4.4　信息發(fā)送模塊的實(shí)現(xiàn)　284
10.5　本章總結(jié)　288
10.6　練習(xí)題　288
第11章　P2P與多媒體通信　289
11.1　VoIP通信基礎(chǔ)　289
11.1.1　VoIP系統(tǒng)概念　289
11.1.2　H.323協(xié)議　291
11.1.3　SIP協(xié)議　292
11.1.4　RTP協(xié)議　294
11.1.5　RTSP協(xié)議　294
11.2　P2P和SIP的結(jié)合　295
11.2.1　P2P和SIP結(jié)合方案分析　296
11.2.2　基于Pastry設(shè)計(jì)P2P-SIP系統(tǒng)　299
11.2.3　P2P-SIP系統(tǒng)的安全問(wèn)題　302
11.3　P2P流媒體系統(tǒng)概念　304
11.3.1　流媒體內(nèi)容發(fā)布網(wǎng)絡(luò)技術(shù)　304
11.3.2　P2P流媒體系統(tǒng)概述　305
11.3.3　P2P流媒體系統(tǒng)架構(gòu)　305
11.3.4　目前現(xiàn)有系統(tǒng)　306
11.4　流媒體技術(shù)　306
11.5　設(shè)計(jì)P2P音視頻點(diǎn)播系統(tǒng)　307
11.5.1　多媒體數(shù)據(jù)壓縮　307
11.5.2　應(yīng)用層QoS　307
11.5.3　應(yīng)用層多播技術(shù)　307
11.5.4　流媒體同步技術(shù)　308
11.5.5　PeerCast實(shí)現(xiàn)分析　308
11.5.6　改造BitTorrent成為流媒體系統(tǒng)　312
11.6　本章總結(jié)　312
11.7　練習(xí)題　312