建立可管可控的P2P网络
——迎接后P2P时代

信息产业部电信研究院 曹蓟光

一、P2P基本理念

　　互联网本身（网络层）是开放的、非集中管理的分布式网络，基于TCP/IP协议可以实现网络的端到端互联，但是在互联网发展的早期，一方面由于当时的主流计算模式是客户/服务器模式（一个大型机带多个终端）；另一方面也由于当时终端软硬件水平与成本的制约，网络终端能力有限，很多功能必须通过应用服务器才能实现，因此客户/服务器模型成为了互联网的主要应用模式。这就造成了互联网的网络层是分布控制的，而互联网的应用层则是集中控制的局面。这种网络层与应用层的不匹配使得网络层的资源利用程度与应用层服务器的布置有关，但由于网络与应用的分离，网络无法感知应用层的变化，造成部分网络出现瓶颈，而另一些网络则资源闲置。尤其是一些对带宽需求较大的应用，如视频流媒体应用，由于受服务器处带宽的限制，无法大规模开展。

　　随着用户个性化通信需求的增长、网络负载能力和网络终端智能性的提高，源于20世纪70年代中期的、主要应用于局域网文件共享的P2P技术重新受到了关注，出现了许多基于P2P技术的应用，推动了互联网又一轮的快速发展。P2P秉承了“自由、平等、开放、交互、共享”的基本理念，强调网络中所有节点的对等关系，节点具有更高的自治性和随意性，每个节点都可以同时充当服务器和客户机两种角色，对等点之间通过直接互连共享信息资源、处理器资源、存储资源甚至高速缓存资源等，而无需依赖集中式服务器来完成。P2P即是一种对等网络模型又是一种服务理念，是对互联网理念的回归。基于P2P技术可以构建分布式的互联网应用层，从而形成互联网分布式的网络与互联网分布式的应用的完美结合，实现网络资源的合理配置；同时也带来了新的应用模式，丰富了通信手段。

二、P2P通信方式

　　目前，P2P的通信方式有四类，均有实际应用：最早的是基于集中目录服务器的P2P通信，用户通过检索目录来定位资源和用户，从而实现后续的点到点通信。如1999年出现并流行的用于音乐文件共享的Napster软件就是采用这种方式。随后发展起来的是全分布式无结构化的P2P，如Gnutella，取消了集中服务器，资源和用户的定位采用“洪泛”方式，代价高，效率低。目前比较流行的是基于种子节点或超级节点的半结构化的P2P，如Kazaa网络和由此发展起来的Skype电话。还有一种是基于DHT（分布式哈希表）的全结构化P2P，如Chord、CAN、Tapestry、Pastry等，实现了基于内容的网络存储与检索，效率较高。

三、P2P面临的挑战

　　近年来P2P技术与应用的蓬勃发展，在促进互联网快速发展的同时也带来的一些问题。

　　首先是P2P的监管问题。随着P2P应用的增多和用户群的扩大，国家从保证信息安全和用户利益的角度出发，要求能够对P2P应用进行监管，但是P2P的无中心化和自组织特性增加了监管的难度。

　　其次是商业模式问题。这包括很多方面，涉及内容提供商、网络提供商、用户等多个产业环节。目前基于P2P技术的绝大多数应用均是免费的，没有足够的利润空间和合理的利润分配模式来支持P2P技术的持续良性发展。一方面内容提供商面临着版权被盗用的问题，P2P为盗版提供了途径，内容提供商无法从中得到收益，而是受到损失；另一方面P2P应用的发展对IP网络提出了更高的要求，用户时时在线、上下行带宽对称、带宽需求增加使得网络流量模型发生了变化，网络运营商的压力较大，为了不失去用户，不得不进行网络扩容，但是这些扩容没有带来直接的经济效益。还有，一些P2P应用对于现有运营商的业务造成冲击，如Skype电话对传统语音电话市场的蚕食，使得运营商的利润下滑，这些均带来了运营商的抱怨。

四、P2P带来的机遇

　　P2P作为一种新的理念，不但对互联网领域，而且对电信领域带来了新的发展机遇。

　　首先，从技术的角度来讲，P2P技术一定程度上实现了IP网络带宽资源的合理分配，一些由于带宽不足而未能大规模开展的业务，如视频流媒体业务，有望得以规模化应用。

　　其次，P2P技术缩短了用户与信息源之间的距离，减少了中间环节，一定程度上解决了信息发布与检索困难的问题，为内容提供商创造了新的内容发布方式，为用户提供了便捷的信息获取途径，因此有利于信息的自由流动与共享。

　　另外，P2P技术的出现促进了互联网与电信网的融合，为电信运营商运营模式的转变提供了良好的时机。网络运营商可以利用P2P技术构建自己的综合信息服务平台，掌握内容发布渠道，成为连接内容提供商和用户的桥梁与纽带，从而掌握产业链的高附加值环节，实现从电信服务提供商向信息服务提供商的转变。尤其是一些非主导运营商可以利用P2P技术来打开市场，如中国网通在南方就可以利用P2P技术来实现视频流媒体业务（如IPTV），从而可以低成本、快速的占领市场。

　　还有，从用户的角度来看，一方面，在一些传统的业务领域，如话音通信，通过P2P技术可以引入竞争，通过竞争将提高运营商的管理运维水平，同时也使用户可以享受“物美价廉”的服务；另一方面，P2P作为一种基础技术可以支持多种新的应用，如网络分布存储、应急通信等，可以丰富信息服务市场，可能培育新的业务增长点。

五、可管可控的P2P网络是未来的发展方向

　　从前面的分析可以看出，P2P技术的出现为互联网和电信网均带来了良好的发展机遇，现在的问题是如何解决P2P监管问题和商业模式问题，而构建可管可控的P2P网络是解决这两个问题的基本途径。如果P2P网络是可管理可控制的，则政府可以对其实施监控，保证国家安全；如果P2P网络是可管理可控制的，则可以成为一个可盈利的综合信息服务平台，基于此平台内容提供商可以发布自己的内容和产品、用户可以通过这一新的“门户”快捷方便地获得自己所需要的信息，从而支持良性产业链和价值链的构建。

　　目前P2P网络的可管可控正逐渐受到业界的关注，研究重点可能集中在如下几个方面：

　　（1）研究如何通过合理的网络结构和必要的管理方式来实现P2P网络的可管可控。P2P网络的不可控不可管很大程度上是由于P2P网络的开放性造成的，P2P网络没有安全域的概念，所有对等方都具有相同的安全级别，都可以承担相同的网络责任。可管可控的P2P网络的一个重要内容就是划分P2P网络的安全域，要求同一安全域中的对等方必须是可以信任的（如要求这些对等方都是运营商认证过的可信设备），不同安全域之间必须通过网关进行互联，不可信的对等方不能为其他对等方提供服务；另外一个重要的内容是考虑划分P2P网络的层次结构，即在同一网络层次上采用P2P技术，不同网络层次通过公共的网关进行互联，如将Skype中的超级节点分成不同的层次，便于信息的定位、查找与管理等。

　　（2）面对互联网上P2P业务的监控需求，通过分析各种典型的P2P应用及其协议流程（如Gnulleta协议、Skype和BT的相关协议等）来研究P2P流量模式的识别与监控方式。

　　（3）研究P2P网络平台的标准化问题，即为各种P2P应用建立统一的技术平台，并对这一平台的相关内容进行规范，标准化是未来规模应用的基础。目前一些大的公司已经着手P2P的标准化工作，如美国Sun公司推出了JXTA，JXTA为构建P2P网络制订了一组协议，使用这些协议，对等方可以互相合作来建立自我组织、自我管理的对等组。通过小型、简单、便于开发的构造模块，JXTA将使开发者从建立各自框架的复杂工作得以解放，可以潜心关注于建设各类新颖、创造性的、分布式计算应用。可以预见，随着P2P技术的发展和应用的普及，P2P网络的标准化问题必然越来越受到重视，P2P标准后所隐含的巨大商业利益，必将使这一领域的标准之争越演越烈。

　　（4）另一个研究方向是确定哪些应用场景适合采用P2P技术、如何把P2P技术融合到现有业务的实现方式中来。如P2P应用是否属于ITU IMS体系所应支持的业务种类，如何在IMS体系中支持基于P2P应用等都是值得研究的问题。目前VOIP技术标准体系还在不断发展之中，P2P技术将为VOIP研究带来了新的活力，必将对VOIP的技术发展产生重要影响。同样P2P技术的出现也势必为IPTV等视频流媒体业务提供新的实现方式。

六、迎接后P2P时代

　　P2P技术作为一种创新（尽管在70年代就已经出现，但是没有在广域网中应用），也必须经过创新孕育、创新萌芽、创新整合、创新应用的必要环节，目前P2P技术正处于创新整合期，在这一时期P2P技术在影响现有技术体制、管理体系和市场环境的同时，也势必在适应这些外部环境的同时进行自身调整，通过与外部环境的碰撞与融合来寻找自己的定位，从而提高技术的先进性、成熟度、适用性。可以预言，P2P技术在未来相当长一段时期内将是互联网和电信网持续发展的推动力和活力源泉。尤其是经过了整合期以后的P2P技术，将在互联网、电信网中大规模应用，从而对未来网络结构、业务实现方式、商业盈利模式、用户使用习惯、网络监管理念、社会信息交流方式产生巨大影响，我们将迎来崭新的后P2P时代。