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一、 引言 最近幾年，對等式網(wǎng)絡(luò )模型P2P開(kāi)始受到重視，成為最近的技術(shù)熱點(diǎn)。P2P即Peer to Peer，稱(chēng)為對等連接或對等網(wǎng)絡(luò )，它與傳統的客戶(hù)端/服務(wù)器（C/S）或瀏覽器/服務(wù)器（B/S）模式相比，最大的不同是降低了對服務(wù)器的依賴(lài)，在P2P網(wǎng)絡(luò )中各Peer之間的關(guān)系是對等的，Peer同時(shí)具有Client和Server的特點(diǎn)。它們可以直接通信，進(jìn)行文件傳輸，無(wú)需依賴(lài)集中式服務(wù)器或資源就可完成。 P2P技術(shù)將在網(wǎng)絡(luò )尤其是寬帶網(wǎng)絡(luò )方面具備強大的應用潛力，2002 legend world大會(huì )上中科院計算機所的李國杰所長(cháng)對P2P技術(shù)與網(wǎng)格技術(shù)的融和做出了非常有遠見(jiàn)的預測，國外P2P網(wǎng)絡(luò )流量占據了整個(gè)網(wǎng)絡(luò )流量的40％，國外P2P網(wǎng)絡(luò )注冊用戶(hù)超過(guò)3億以上這些都是有力的證據，從試驗科學(xué)的角度來(lái)看，P2P技術(shù)是因為解決了互聯(lián)網(wǎng)模型中的弱鏈接模塊的信息傳遞這個(gè)障礙，使得互聯(lián)網(wǎng)的信息流動(dòng)更加通暢才使他具備了這樣強大的生命力和應用前景。 目前，P2P 技術(shù)的應用主要是在文件共享和即時(shí)通訊方面這兩個(gè)方面。所謂即時(shí)通訊，其實(shí)指的就是諸如OICQ、ICQ等被稱(chēng)為在線(xiàn)聊天的軟件。從某種意義上說(shuō)，由于版 權的限制，即時(shí)通訊應用將超過(guò)文件共享應用，成為P2P的第一大應用。我基于JXTA（JXTA將在第二節作詳細介紹）設計了一個(gè)簡(jiǎn)單的P2P 即時(shí)通信系統，它可以實(shí)現互聯(lián)網(wǎng)上任意兩臺主機之間的直接連接，不僅可以隨時(shí)知曉對方在線(xiàn)與否，而且交流雙方的通訊完全是點(diǎn)對點(diǎn)進(jìn)行，不依賴(lài)服務(wù)器的性能和網(wǎng)絡(luò )帶寬，它為開(kāi)發(fā)更多的P2P應用提供了基礎。由于Java為網(wǎng)絡(luò )編程提供了很好的支持和優(yōu)化，并且是跨平臺的，可移植性好，因此，我們選用Java作為開(kāi)發(fā)語(yǔ)言。 二、 JXTA簡(jiǎn)介 由于P2P應用軟件的前景看好，各大軟件公司都在競相開(kāi)發(fā)P2P的軟件開(kāi)發(fā)產(chǎn)品，Sun的JXTA就是其中的一個(gè)。使用JXTA開(kāi)發(fā)技術(shù)，軟件開(kāi)發(fā)人員可以開(kāi)發(fā)出基于Java語(yǔ)言的P2P的應用軟件。JXTA技術(shù)是一組開(kāi)發(fā)式的協(xié)議，它們能夠連接網(wǎng)絡(luò )中的任何設備，從手提電話(huà)、無(wú)線(xiàn)PDA到臺式電腦，讓它們協(xié)同工作、共享資源。JXTA網(wǎng)絡(luò )里面的全部結點(diǎn)共同組成了一個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò )，里面的任何一個(gè)結點(diǎn)都能直接訪(fǎng)問(wèn)其他的結點(diǎn)，即使那些結點(diǎn)是位于防火墻的背后。 1、 使用JXTA技術(shù)來(lái)開(kāi)發(fā)分布式計算軟件，可以實(shí)現以下功能： （1） 能夠直接跟防火墻之后的其他結點(diǎn)連接； （2） 簡(jiǎn)易的共享文檔資料； （3） 得到網(wǎng)絡(luò )上包含的信息的簡(jiǎn)要目錄； （4） 建立結點(diǎn)群組來(lái)提供定制的服務(wù)； 可以在遠端監視某個(gè)結點(diǎn)的行為。 2、 JXTA的軟件結構分為以下三層（如圖1所示） （1）核心層（JXTA Core）：它包含了服務(wù)所需要的核心功能，這一層封裝了最根本的東西，包括Peer、對等組、Peer發(fā)現、Peer通信、Peer監視和相關(guān)的安全原語(yǔ)。 （2）服務(wù)層（JXTA Service）：它提供了訪(fǎng)問(wèn)JXTA協(xié)議的接口，這一層包括了對于P2P網(wǎng)絡(luò )不是必需的、但很通用的功能，如查找、共享、索引、代碼緩存和內容緩存的機制。 （3）應用層（JXTA Application）：它使用服務(wù)來(lái)訪(fǎng)問(wèn)JXTA網(wǎng)絡(luò )和JXTA提供的功能。這一層包括了應用JXTA服務(wù)卡發(fā)出來(lái)的完整的P2P應用程序，例如myJXTA ,JXTA-CAD等應用程序。 圖1 JXTA的層次結構三、 結構設計 1、 總體介紹 本系統是一個(gè)建立在基于JXTA的P2P網(wǎng)絡(luò )之上的即時(shí)通信軟件，它的功能類(lèi)似于我們目前常常用到的即時(shí)通信軟件，如OICQ、ICQ和MSN等。即時(shí)通信系統分為發(fā)送（sender）、中繼轉發(fā)（transfer）和接收（receiver）三部分。當transfer啟動(dòng)時(shí)加入P2P網(wǎng)絡(luò )，并且在P2P網(wǎng)絡(luò )中發(fā)布提供即時(shí)通信服務(wù)的通告。Sender加入P2P網(wǎng)絡(luò )，通過(guò)查找P2P網(wǎng)絡(luò )通告尋找提供服務(wù)的transfer，選擇transfer形成P2P網(wǎng)絡(luò )通道。Sender在這個(gè)通道基礎上建立與目的端的SOCKET連接，將信息傳遞到receiver。傳遞的信息是用XML形式封裝的字節數組，數據被保存在XML文件中，由transfer解析出數據。通過(guò)通道中的各個(gè)transfer對信息進(jìn)行加密及解密操作，實(shí)現sender和receiver之間的通信。當用戶(hù)運行該軟件時(shí)，會(huì )出現登陸界面，如圖2所示，如果用戶(hù)是第一次運行該程序，并沒(méi)有任何默認的設置，JXTA會(huì )彈出JXTA GUI 配置實(shí)用程序讓你進(jìn)行一些強制的和可選的設置。當用戶(hù)輸入正確的用戶(hù)名和密碼之后，就會(huì )加入JXTA網(wǎng)絡(luò )，并啟動(dòng)本機的JXTA服務(wù)，成為JXTA網(wǎng)絡(luò )中的一個(gè)Peer。 圖2系統通信過(guò)程示意圖如圖2所示，A、B、P1、P2……P5都是存在于基于JXTA的P2P網(wǎng)絡(luò )中的Peer，其中的A希望與B建立連接進(jìn)行通信，而B(niǎo)收到A發(fā)出的Advertisement并對其進(jìn)行驗證，當驗證通過(guò)，則A與B之間建立Pipe，進(jìn)行消息的傳遞。 2、 層次結構 系統主要分成三個(gè)部分： l P2P網(wǎng)絡(luò )中的中繼轉發(fā)部分（transfer） l 系統的發(fā)送部分（sender） l 系統的接收部分（receiver） （1）中繼轉發(fā)部分(transfer) Transfer主要負責提供匿名通信的服務(wù)，接收sender不同類(lèi)型的消息，對其信息進(jìn)行解密操作并且傳遞到JXTA網(wǎng)絡(luò )中下一個(gè)Peer的transfer，如果是最終結點(diǎn)PEER就首先建立與receiver的連接，然后將信息解密之后，再解析XML文件得到數據傳遞到receiver。然后再接收receiver不同類(lèi)型的消息，對其信息進(jìn)行加密操作并且傳遞到下一個(gè)Peer的transfer ，直到傳回到sender。在sender請求建立通道時(shí)，必須根據sender 請求信息判斷這個(gè)transfer是作為中間結點(diǎn)處理數據還是作為最終結點(diǎn)處理數據，兩者的處理信息方式有很大區別。如果信息傳遞過(guò)程中出現問(wèn)題，將出錯信息傳回receiver。 （2）發(fā)送部分（sender） sender主要負責查找JXTA網(wǎng)絡(luò )中提供匿名通信服務(wù)的transfer，通過(guò)找到的transfer建立起一條基于P2P網(wǎng)絡(luò )的通道，然后就可以在這條通道上建立每一個(gè)SOCKET通話(huà)連接，這樣通過(guò)這條通道就可以傳遞不同類(lèi)型的信息（請求建立通道、數據、請求結束通話(huà)、請求關(guān)閉通道、建立通道允許、結束通話(huà)允許、關(guān)閉通道允許以及出錯信息）。在接收到receiver傳遞過(guò)來(lái)的信息時(shí)，由于經(jīng)過(guò)加密得到的是密文，必須按照建立的P2P網(wǎng)絡(luò )路徑的順序進(jìn)行解密，才能得到所需要的明文數據。在傳遞信息時(shí)，把需要傳遞的信息封裝成XML的格式，這樣在需要使用這些信息的transfer上就可以解析出所需要的數據，以便于進(jìn)行下一步的操作。 （3）接收部分（receiver） receiver主要負責在接收到P2P網(wǎng)絡(luò )中的transfer傳遞過(guò)來(lái)時(shí)的SOCKET連接請求時(shí)同意SOCKET連接，列出和自己建立連接的sender，通過(guò)選擇sender進(jìn)行基于P2P網(wǎng)絡(luò )的信息傳遞。在接收到P2P網(wǎng)絡(luò )中的transfer傳遞過(guò)來(lái)時(shí)的SOCKET通話(huà)結束請求時(shí)關(guān)閉SOCKET連接，同時(shí)取消在列表中的sender，這樣receiver就無(wú)法與結束通話(huà)的sender再次取得聯(lián)系。在receiver關(guān)閉時(shí)，必須通知所有已經(jīng)與自己連接的sender，sender才可以關(guān)閉與這個(gè)receiver的連接。 3、 具體實(shí)現及代碼分析 由于篇幅所限，在本文中我只對系統中的中繼轉發(fā)部分進(jìn)行介紹。 Transfer部分主要包括如下幾個(gè)重要的類(lèi)： （1）TRANSFER.CLASS 該類(lèi)主要是繼承了SERVERSOCKET類(lèi)，SERVERSOCKET類(lèi)是用來(lái)寫(xiě)服務(wù)器程序的類(lèi)，所謂服務(wù)器程序，通常會(huì )監聽(tīng)某一個(gè)連接端口，如果有某一臺客戶(hù)端計算機發(fā)出聯(lián)機的請求，則服務(wù)器就必須做出一些反應。TRANSFER.CLASS除了繼承了SERVERSOCKET的創(chuàng )建服務(wù)器監聽(tīng)端口，接受連接，關(guān)閉連接的功能之外，還定義了自己的功能函數——transnext()，與下一個(gè)P2P網(wǎng)絡(luò )結點(diǎn)PEER 建立連接。 （2）NEWMSG.CLASS和PARSEMSG.CLASS 在信息傳遞的過(guò)程中，所有的數據都是以XML文件格式封裝的，將整個(gè)XML文件格式的信息作為整個(gè)字節數組byte[]進(jìn)行加密和解密，在需要的結點(diǎn)PEER將字節數組的內容寫(xiě)入到XML文件中，再使用XML的解析方法將需要的數據解析出來(lái)。關(guān)于XML文件部分的操作主要由NEWMSG.CLASS和PARSEMSG.CLASS完成，其中NEWMSG.CLASS主要是將收到的信息保存到XML文件中，而PARSEMSG.CLASS主要是解析出XML文件中需要的數據。 （3）JXTASHELL.CLASS JXTASHELL.CLASS主要是使用JXTA創(chuàng )建P2P網(wǎng)絡(luò )中的點(diǎn)組，初始化點(diǎn)組，創(chuàng )建通告，發(fā)布通告。這個(gè)CLASS文件對搭建P2P網(wǎng)絡(luò )起了主要的作用。 下面是部分源代碼： public void workdealwith(String m,String de){ //解析XML文件元素 try{ DOMParser parser=new DOMParser(); parser.parse(m+".xml"); //取得需要解析的XML文件 Document dom=parser.getDocument(); //dom為結點(diǎn)樹(shù)的根結點(diǎn) NodeList games=dom.getElementsByTagName(de); //取得需要解析的元素 for (int i=0;iNode anode=games.item(i); NamedNodeMap attributes=anode.getAttributes(); contest=anode.getFirstChild().getNodeValue(); //得到元素de的值 for (int a=0;aNode theattribute=attributes.item(a); //取得元素de的屬性 type=theattribute.getNodeValue(); //得到元素de的屬性的值 } } }catch(Exception e){} } 四、 結束語(yǔ) 本文作者的創(chuàng )新點(diǎn)主要在于在JXTA架構的基礎上構建一個(gè)P2P的即時(shí)通信息通。利用P2P非中心性和動(dòng)態(tài)性的特征為即時(shí)通信服務(wù)，在即時(shí)通信的過(guò)程中，在發(fā)送端對消息進(jìn)行加密，在接收端再對加密的消息解密，消息在JXTA網(wǎng)絡(luò )中是以匿名方式的方式進(jìn)行傳輸的，使數據傳輸更加安全。傳遞的信息是用XML形式封裝的字節數組，數據被保存在XML文件中，由transfer解析出數據。通過(guò)通道中的各個(gè)transfer對信息進(jìn)行加密及解密操作，實(shí)現客戶(hù)端和目的端之間的匿名通信。在系統的設計和實(shí)現過(guò)程中，對XML文件格式、JXTA技術(shù)、加密解密技術(shù)等等做了一定的了解。但是由于時(shí)間倉促，且實(shí)驗條件的限制，程序的在穩定性方面仍然存在一定的問(wèn)題，這有待于進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和完善。 |
