纯P2P架构

• 没有(或极少)一直运行的服务器

• 任意端系统都可以直接通信

• 利用peer的服务能力
任何节点既是客户端又是服务器

• peer节点间歇上网，每次IP地址都可能有变化

Pairs of intermittently connected hosts, called peers, communicate directly with each other.

• 例子
• 文件分发
• 流媒体
• VoIP

Scalability of P2P Architectures

C/S vs P2P

• 这是一个“将一个文件分发给一个固定peer集合”的模型

• 表示上载速率

• 表示下载速率

• F表示要分发的文件的大小

• N表示想要获得文件的copy的peer的数量

• distribution time：取得文件的copy所花费的时间

C/S的distribution time，

• 服务器必须向N个peer分发文件的copy，服务器必须传输NF bits，因为服务器的上载速率为，所以分发文件的时间至少是：

• 令为下载速率最慢的peer的下载速率，
由于下载速率的peer在之内无法下载完全部F bits，因此distribution time至少为：

• 结合两个算式可以得到：

• 当客户数量N足够大时，分发时间随N增大线性增加

P2P的distribution time，

• when a peer receives some file data, it can use its own upload capacity to redistribute the data to other peers.

• 最开始，只有服务器有这个文件，服务器至少将每个bit传输一次至它的access link，所以分发文件的时间至少是：

• 下载时间要取决于下载速率最慢的那个peer：

• the total upload capacity of the system is equal to the upload rate of the server plus the upload rates of each of the individual peers: , the system must deliver F bits to each of the N peers. Thus, the minimum distribution time is at least:

• 结合三个算式可以得到：

• 随N增加，也增加

对比图

BitTorrent

• 用于文件分发的一个P2P协议

• 参与一个特定文件分发的所有节点的集合叫做torrent

• Peers in a torrent download equal-size chunks of the file from one another

• 当一个peer才加入torrent的时候，它还没有trunks，通过积累获得trunks，peer下载trunks的同时也上载trunks

• 当一个peer获得整个file之后，它要么selfishly离开torrent，要么altruistically呆在torrent里面并且继续上载trunks给其他peers，any peer may leave the torrent at any time with only a subset of trunks, and later rejoin the torrent

BitTorrent具体案例

• tracker
• 每个torrent都有一个叫tracker的节点
• 当新的peer加入torrent的时候，它会自己在tracker注册自己并且告知tracker自己还在torrent里面

• 新的peer加入torrent
• tracker随机发送一组已经在torrent里面的peers的IP地址给新peer，新peer与这些peers开始并行的TCP连接，这些peers就叫新peer的neighboring peers，neighboring peers不唯一
• 每个peer会有一个文件trunks的子集，不同peer的子集不同，每个周期里面，新的peer会向每个neighboring peer要它们的trunks，新peer会通过TCP为它没有的trunks发出请求

• rarest first 最少优先
• 在neighbors之间，copies最少的trunks最先请求
• 目的：equalize the numbers of copies of each chunk in the torrent