P2P 的運作架構

大多數的網路服務都採用主從（client/server）架構，如FTP、WEB等服務，

當越多client端加入連線，server會耗費更多運算資源及網路頻寬，而且client 只能被動的接受server所提供的資源。但是P2P的技術打破了這個藩籬，每個peer 都是對等的，同時扮演client以及server的角色，當越多節點加入這個網路，每 個節點所能夠得到資源會越多。P2P運作架構可分成三類，分別是集中式、分散式、

混合式，將於本節敘述。

2.5.1 集中式架構（Centralized）

Napster是這個系統架構的代表，此類P2P系統通常會使用固定的TCP port。

新節點的加入首先必須連接中央索引伺服器（index server），然後回報其擁有 的檔案列表，隨後各節點都透過詢問中央索引伺服器來得知擁有此檔案的使用者 資訊，再依此資訊，直接向檔案所在端點要求下載。

集中式架構的優點在於實作上較簡單，搜尋檔案快速有效率；而其主要缺點在 於一旦中央索引伺服器故障，整個系統便無法運作，而且伺服器必須處理大量客 戶端的請求，容易形成系統運作的瓶頸。

圖 2-6 集中式 P2P 架構

2.5.2 分散式架構（Decentralized）

分散式架構的代表是Gnutella[37]，為改良第一代架構的缺點及違法問題，

此類P2P系統普遍採用dymanic port，或直接利用HTTP作為通信協定，以躲過防火 牆偵測。另外也不需要任何中央伺服器，所有參與連線的端點同時扮演server與 client的角色，地位完全對等。Gnutella系統定義了四種訊息格式：ping、pong 係用來確認身份，而query及query-replies則用來搜尋檔案。

新的端點想要加入Gnutella網路，會先連結到鄰近任意節點，並且發出Ping 訊息來表明自己身份，被連結到的節點會回應Pong訊息，內容包括IP、Port及分 享的檔案數量及大小，同時被連結的節點會將該Ping訊息以遞迴（Recursion）的 方式繼續往它的鄰居節點廣播，直到TTL(time-to-live)歸零。也因為這個方式，

很容易造成搜尋洪流（Query Flooding），所以如何定義TTL值，或者限制遞迴的 深度，以降低頻寬被佔滿的狀況，是分散式架構最大的挑戰。

圖 2-7 分散式 P2P 架構

2.5.3 混合式架構（Hybrid）

混合式架構(如eDonkey[19]、FastTrack[23]、WinMX[22])是以分散式P2P為 基礎，另外參考集中式P2P的特點，增加了Supernode這個角色。通常具有較大的 頻寬及運算能力的節點會被選為Supernode，負責提供以它為中心之小型網路的各 項服務，包括檔案索引及暫存等，因此讓整體網路傳輸更有效率。

為了避免防火牆阻擋，部分混合式P2P程式，如FastTrack、WinMX會採用連線 加密技術，而eMule[18]在v0.47b版發表了模糊運算技術，讓封包看起來變成毫無 規律的內容，這些方法都增加了封包辨識的困難度。

圖 2-8 混合式 P2P 架構