標簽：無線數據 P2P

1、引言

P2P(Peer to Peer，對等網絡)技術，是通過在系統之間直接交換來共享資源和服務的一種應用模式。在P2P網絡結構中，每個節點的地位都是相同的，同時具有客戶端和服務器的雙重功能，可以同時作為服務使用者和服務提供者。P2P不僅是一種技術，更是一種思想，集中體現了互聯網平等、開放、自由的本質和特性。

近幾年來，以BT、emule等為代表的P2P應用得到了飛速發展，基于P2P的即時通信、流媒體和互聯網IP電話的發展也十分迅速，P2P應用在固定互聯網中已經超過Web應用，占據了固定互聯網流量的50%以上。在目前的移動互聯網環境中，受網絡和終端的限制，移動P2P應用還沒有實現，但是，隨著移動網絡的不斷發展和演進，以及移動終端處理能力的不斷增強，P2P技術和業務將逐漸延伸至移動互聯網中。本文將對P2P技術在移動互聯網環境中的應用進行初步探討。

2、P2P技術的主要特點

P2P技術與目前網絡中占據主導地位的客戶端/服務器(Client/Server)結構的一個本質區別是，在整個網絡結構中不存在中心節點(或中心服務器)。P2P技術具有4個主要特點。

(1)去中心化。一個純粹的P2P網絡是沒有中心服務節點的，所有的Peer既是客戶機又是服務器，這是P2P最本質的特征之一。在P2P技術結構中，中心的意義被大大弱化甚至完全消失，去中心化的特點得到了更為充分地體現，網絡結構扁平化的特點也進一步凸顯。由于完全非集中化帶來了實現和管理方面的困難，很多P2P應用采用了混合模式。

(2)可擴展性。可擴展性被認為是P2P網絡最重要的特性之一，P2P網絡在理論上可以無限擴展。emule目前在全球擁有幾千萬用戶，BT的用戶數甚至超過了emule，而且仍在快速增長。

(3)健壯性。P2P網絡架構天生具有耐攻擊、高容錯的優點。由于服務是分散在各個節點之間進行的，部分節點或網絡遭到破壞對其他部分的影響很小，像傳統網絡結構中中心節點故障導致所有業務癱瘓的現象幾乎不會出現。

(4)高性價比。采用P2P架構可以有效地利用互聯網中散布的大量普通節點，將計算任務或存儲資料分布到所有節點上，利用其中閑置的計算能力或存儲空間，達到高性能計算和海量存儲的目的，通過利用網絡中的大量空閑資源，可以用更低的成本提供更高的計算和存儲能力。

基于上述特點，P2P技術的典型應用主要有：文件和內容共享，例如Napster、emule、BT等;分布式計算和存儲共享，例如SETI@home、Avaki、Popular Power等;協同處理與服務共享平臺，例如JXTA、NET My Service等;通信交流與協作，如Skype、MSN、OICQ等。

3、移動環境中的P2P應用實現

3.1　移動互聯網的結構和特點

基于GPRS/EDGE/WCDMA的移動互聯網邏輯結構如圖1所示。分組域網元主要有SGSN和GGSN，主要的接口包括Gn和Gi。SGSN連接無線子系統與核心網分組域，并通過Gn接口與GGSN連接，GGSN通過Gi接口與外部數據網絡連接。

圖1　移動互聯網邏輯結構

同固定互聯網相比，移動網絡具有一些獨特的機制和特點，它們可能會影響P2P技術在移動互聯網中的應用和發展，主要有4個方面。

(1)GPRS/EDGE/WCDMA的無線數據信道采用時分復用方式上下行對稱配置，但是由于目前移動互聯網應用的特點，以及部分移動終端采用了不對稱的數據傳輸方式(2+1或者4+1)，移動互聯網內的上下行流量差別較大。統計表明，GPRS網絡中下行數據流量與上行數據流量之比約為4.5:1，而開通EDGE后這個比例達到了6.4:1，上行信道的相對空閑客觀上有利于文件和內容共享類的P2P應用。

(2)GPRS分組業務信道可以采用CS-1～CS-4不同的編碼方式，最大傳輸速率為171 kbit/s。EDGE采用了8PSK(8相相移鍵控)調制技術，如果集中8個時隙，數據傳輸速率可達450 kbit/s。3G網絡中的傳輸速率可以達到2 Mbit/s，如果采用HSDPA技術，可以達到14.4 Mbit/s的理論下行速率。但是，與固定互聯網相比，移動互聯網的傳輸速率有著巨大的差距，固定互聯網中的P2P應用很難簡單地移植到移動互聯網環境中。

(3)在固定互聯網中，能夠使用P2P業務的雙方都處于網絡連接狀態，都有可以使用的獨立IP地址。在移動互聯網環境中，不論是采用動態還是靜態IP地址分配方式，移動終端IP地址只有在完成PDP(分組數據協議)上下文激活時才能生效，也就是說使用P2P應用的雙方都必須完成PDP激活，如果在業務提供方還沒有處于PDP上下文激活狀態，那么就需要具備網絡側發起PDP上下文激活的功能，從網絡側設備發起PDP上下文激活流程。

(4)終端的移動性是移動互聯網的一個顯著的特點，移動終端在從一個GGSN切換到另外一個GGSN時，終端的IP地址將重新分配，這會對P2P技術的應用帶來一定的限制，同時在一定程度上影響到P2P網絡的結構，并由此會對P2P網絡中的查詢、路由機制等帶來一定的影響。另外移動終端CPU的處理能力、存儲空間等限制并不適合現有的很多成功的P2P應用(例如大文件的傳輸和共享)，所以在移動互聯網中應該根據移動終端的特點，開展一些優化過的P2P業務。

3.2　在移動環境中部署P2P應用的方案

隨著手機終端性能的不斷提高，在手機終端上直接應用P2P業務無疑非常具有吸引力。在手機終端上部署P2P應用有兩個難點。一個是手機終端上P2P客戶端軟件的問題，一個是在移動網絡中部署P2P應用的問題。

目前手機終端的操作系統很多，主流操作系統包括Symbian、Linux、Windows Mobile等，如果想在移動終端上使用P2P應用，必須在通用協議的基礎上開發不同版本的應用程序或者客戶端軟件。這不僅需要有統一的移動P2P協議標準，也需要各手機終端廠商針對各自平臺的應用開放。

由于手機終端的處理能力和內存的限制，在移動網絡中不能采用無限泛洪(Flooding)的方式發送P2P請求，混合模式架構更加適合移動互聯網。另外，P2P的應用范圍最好也能夠根據業務情況進行限定，例如，可以在手機終端的通信錄的范圍內應用P2P業務。這時候就會產生一個問題，通信錄中的好友是用手機號碼而不是IP地址進行標識的，而在移動互聯網環境中，絕大多數情況下手機終端獲得的IP地址都是動態分配的，同時由于終端的移動性可能導致IP地址改變，所以在網絡中需要有專門的節點來負責查詢、記錄并跟蹤手機號碼與IP地址的對應關系。