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Lentis/点对点媒体共享

来自维基教科书,开放世界中的开放书籍

点对点网络

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点对点 (P2P) 计算是一种分布式应用程序架构,它在对等节点之间平等地分配工作负载、计算资源和媒体访问。这种架构优先考虑用户之间的连接和通信。P2P 网络中的每个系统都被称为节点,它有助于提高系统性能。诸如处理能力、CPU/GPU 利用率、存储和网络带宽等资源可在网络中的其他节点之间访问,而无需集中式服务器或主机。当节点需要任务时,另一个节点会提供资源,从而创建了一个孤立的双向环境,其中消费者也是供应商。

由于缺乏中央服务器,P2P 配置比传统的服务器架构更具成本效益,因为可以通过现有计算机创建网络。此外,某个活动节点计算机的故障不会影响系统其余部分,因为每个终端可以独立于其他终端运行。下载可以被打断而不会失败,因为它们是从数百个来源同时获取的,而不是从单个服务器获取的。P2P 将网络控制完全交给用户,允许在整个系统中设置不同的权限和访问权限。

与客户端-服务器架构的比较

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客户端-服务器系统主要关注数据访问,而不是通信。它们是集中式系统,其中一个专用的主机负责为其他系统(在本例中称为客户端)提供媒体/连接访问权限。数据传输由主机专门处理到客户端,但是,数据也可以从客户端收集到其主机。主机服务器/系统需要持续的强连接,并且需要根据客户端访问和需求来考虑带宽和系统功能。这是目前最常用的系统,随着 1990 年代后期万维网的出现和随之而来的网络浏览器的出现。这种架构主要用于现代互联网使用,原因如下

集中式数据和安全性

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服务器所有者明确控制文件访问权限,向用户提供过滤和限制的数据。此外,使用服务器的用户能够在传输和存储所需信息时提供保障措施。管理员权限和双因素身份验证等发展提供了更高的安全性,并允许更流畅地访问数据。高级安全性允许最安全的选择来浏览互联网,为用户提供简单的浏览体验。

可扩展性

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服务器可以通过添加更多资源来扩展。这包括额外的计算能力、更多服务器以及通过可用基础设施扩展带宽和连接能力。

可访问性

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诸如完整系统功能、基于服务器的备份、快速文件共享以及无需用户端安全性的功能为所有用户提供了一个平台,让他们能够使用客户端-服务器架构访问网站、数据库或其他形式的服务器系统。

P2P 的历史发展

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1969 - ARPANET

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ARPANET 连接了 UCLA、斯坦福研究院、加州大学圣巴巴拉分校和犹他大学,是早期互联网点对点的一个典型例子。这一发展标志着互联网的技术基础。[1]

1979 - Usenet

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基于 Unix 到 Unix 的复制协议,该网络允许基于 Unix 的系统相互连接,交换媒体,然后断开连接。该系统是许多论坛的前身,数千名用户在这些论坛中组建了新闻组以交换信息。[2]

1999/2000 - Napster 和 Limewire

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开发了两个主要的媒体文件共享平台,负责在媒体流的背景下改变互联网的使用方式。两者都允许数百万早期互联网用户直接连接到拥有所需文件的用户,为数据访问建立了一个无限的点对点系统。尽管存在争议,但这标志着向现代数据使用和用户与互联网关系转变的开始。[3]

2000 - Gnutella

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Gnutella 是一种协议,它极大地简化了 P2P 网络中的节点访问和文件下载过程。这是通过称为查询泛洪的过程完成的,在这个过程中,节点迭代地连接到相关的邻居以加快文件搜索。[4]

2000 - Freenet

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Freenet 允许通过文件和用户加密实现更大的匿名性。节点仍然被使用,但是寻求的数据和访问过程是其他用户无法理解的受保护的操作。这后来发展成为现代互联网基础设施的暗网和子访问级别。[5]

2001 - Bittorrent

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开发了一个客户端,以进一步加快媒体访问和下载速度。这是通过从多个来源安装文件的一部分来完成的,记为。这种 P2P 网络的使用因其在分发大型文件方面的效率而受到称赞并被广泛使用,并且成为现代媒体盗版系统的核心。[6]

2009 - 比特币

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一种基于区块链的去中心化加密货币,区块链是一个数字交易账本,它被复制并分发到一个由大量计算机系统(或节点)组成的网络中,以记录和保护信息。[7] 使用 P2P 系统创建一种可以全球互换的货币,其普及度飙升,并且仍然对现代数字货币和经济产生影响。[8]

P2P 网络的未来:区块链

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如今,点对点网络最显著的应用是支持区块链,使加密货币及其相关技术成为可能。[9] P2P 网络用于存储相关的区块链信息,并提供给所有希望连接的用户。连接到网络的每个节点都致力于验证交易,确保整个系统的信任,因为有一个潜在的假设,即单个节点是可信的。如果一个实体控制超过 50% 的所有节点,则网络只能被破坏。[10] 对于像比特币和以太坊这样的大型 P2P 网络来说,这是不可行的。[11]

P2P 网络的附加安全性允许区块链上出现新的创新。以太坊区块链以其不同的网络技术子集而闻名。加密货币最出名的是金融交易,但在未来还有更多用途。加密货币过去必须创建自己的区块链和方法,而现在以太坊允许在其区块链上创建加密货币。任何拥有互联网连接的人都可以通过使用智能合约来创建加密货币。[12]

去中心化自治组织 (DAO) 也建立在以太坊区块链上。这些组织允许节点基于成员身份进行通信和决策。[13] 这是匿名进行的,并允许透明度,因为所有关于投票和行动的信息都公开存储在 P2P 网络中。这些组织通常从其成员那里筹集资金,然后决定如何使用这些资金,从捐赠给慈善机构到赌博,选择是无限的。有趣的是,这是一种创建非营利组织的新方法。但是,匿名性确实会吸引不法分子,因此这项技术可以用于邪恶目的。[14]

不可替代代币 (NFT) 被炒作成为加密货币的未来,以及 P2P 网络的未来。它们允许证明数字资产的所有权,就像房屋契约一样。[15] 然而,当缺乏政府监管时,价值只有通过感知才能产生。NFT 之所以有价值,是因为网络中的其他节点认为它们有价值。NFT 除了数字艺术的所有权之外,还有其他用途。它们可以用来证明任何事物的拥有权,在未来,契约、贷款和股票持有量都可以成为 NFT。由于 P2P 网络,这增加了安全性,数据存储在数千个节点上,因此即使一个节点停止运行,数据也会持续存在。

Napster 的兴衰

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Napster 是 1999 年由东北大学大一新生肖恩·范宁创建的音乐文件共享计算机服务。[16] 1999 年的 CD 销量处于历史最高水平,当时必须购买整张专辑才能收听一首热门歌曲。[17] 为了对抗音乐所有权的高成本,范宁利用点对点网络来分散音乐产业,并通过他的服务 Napster 免费提供音乐。用户能够直接浏览附近计算机的本地磁盘查找 mp3 文件,然后免费下载它们。


Napster 创立一年内,该公司声称其会员人数达到 2000 多万,彻底颠覆了音乐产业。[18] 该程序消除了对实体音乐购买的需求,并将大量收入从艺术家和唱片公司中转移出去。重金属乐队 Metallica 于 2000 年 4 月对 Napster 提起诉讼,指控其侵犯了受保护材料的版权。[19] 来自众多类似法庭案件的宣传迅速增加,鼓励音乐行业的其他人士加入针对该程序的诉讼。2001 年 2 月,美国联邦上诉法院裁定 Napster 在其近 8000 万用户通过其直接侵权中知情。该服务于 2001 年 7 月关闭,试图成为基于订阅的模式,但已经失去了对用户的吸引力。虽然在短期内无效,但 Napster 设法永远改变了音乐行业,并导致了我们今天拥有的基于流媒体的音乐服务。

  1. https://www.livinginternet.com/i/ii_arpanet.htm
  2. https://www.britannica.com/technology/USENET
  3. https://www.academia.edu/4289113/The_Internet_Goes_to_Court_A_Napster_Case_Study
  4. http://ischia.informatik.uni-freiburg.de/teaching/seminar/p2p-networks-w06/submissions/gnutella.pdf
  5. https://freenetproject.org/whatis.html
  6. https://history-computer.com/bittorrent-history/
  7. https://money.usnews.com/investing/term/blockchain
  8. https://money.usnews.com/investing/articles/the-history-of-bitcoin
  9. Sharma, T. K. (2022 年 9 月 1 日)。区块链和 P2P 网络的作用。区块链理事会。https://www.blockchain-council.org/blockchain/blockchain-role-of-p2p-network/
  10. Beckers, K. & Faßbender, S. (2012 年 8 月)。考虑安全、可靠性和性能的点对点驱动的软件工程。在2012 年第七届可用性、可靠性和安全性国际会议(第 485-494 页)。IEEE。
  11. Sayeed, S. & Marco-Gisbert, H. (2019)。评估区块链共识和安全机制以对抗 51% 攻击。应用科学9(9), 1788。
  12. Metcalfe, W. (2020)。以太坊、智能合约、DApp。区块链和加密货币,77。
  13. Wang, S.、Ding, W.、Li, J.、Yuan, Y.、Ouyang, L. & Wang, F. Y. (2019)。去中心化自治组织:概念、模型和应用。IEEE 计算社会系统汇刊6(5), 870-878。
  14. Umeh, J. (2019)。区块链的阴暗面。Itnow61(1)。
  15. Chohan, U. W. (2021)。不可替代代币:区块链、稀缺性和价值。批判性区块链研究倡议 (CBRI) 工作文件
  16. https://www.britannica.com/topic/Napster
  17. https://www.aei.org/carpe-diem/annual-recorded-music-sales-by-format-from-1973-2015-and-what-that-tells-us-about-the-limitations-of-gdp-accounting/
  18. https://money.cnn.com/2000/07/19/technology/napster/index.htm
  19. https://www.inventorsdigest.com/articles/short-song-the-rise-and-fall-of-napster/
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