宜宾学院毕业论文

（文献综述）

题 目 P2P文件共享系统设计与实现

院 系 计算机与信息工程学院

专 业 计算机科学与技术

学 号 5

姓 名

指导教师  

完成时间

[请同学们认真参考格式和写作内容，切记不要写自己如何开发该系统]

P2P文件共享系统设计与实现——文献综述

作者姓名

(宜宾学院计算机学院, 四川 宜宾 644000 )

摘 要： 对等网(P2P)主要指计算机之间以对等方式形成的网络连接， 弱化或完全取消了服务器的作用。文章首先将对P2P网络的基本概念、技术实现、主要应用进行介绍; 然后分析P2P技术与C/ S模式互联网的区别; 最后介绍了JXTA协议。

关键字：P2P; 文件共享; C/S模式; JX-TA

1 引 言

随着像Napster、Gnutella、Freenet等P2P信息共享应用系统的流行， P2P(Peer- to—Peer，即对等网络)这种完全不同于客户/ 服务器的新一代分布式计算机模型正在受到越来越多的关注， 已被《 财富》 杂志誉为将改变互联网未来的四大新技术之一。P2P可以简单地定义为通过直接交换信息， 共享计算机资源和服务，对等计算机兼有客户机和服务器的功能， 在这种网络中所有节点是对等的， 这些对等节点具有共同的责任与能力并协同完成服务， 它们之间通过直接互连实现信息资源、处理器资源以及存储资源的全面共享， 而不需要依赖集中式服务器的支持， 消除了信息孤岛和资源孤岛现象。

2 P2P网络技术的研究

2.1 P2P网络的基本概念

P2P技术主要指由硬件形成网络连接后的信息控制技术， 主要代表形式是在应用层上基于P2P网络协议的客户端软件。IBM为P2P下了如下定义： P2P系统由若干互联协作的计算机构成， 且至少具有如下特征之一： 系统依存于边缘化 ( 非中央式服务器) 设备的主动协作，每个成员直接从其他成员而不是从服务器的参与中受益; 系统中成员同时扮演服务器与客户端的角色; 系统应用的用户能够意识到彼此的存在， 构成一个虚拟或实际的群体。P2P网络是互联网整体架构的基础， 互联网最基本的TCP/IP协议并没有客户端和服务器的概念， 在通讯过程中， 所有的设备都是平等的一端。P2P技术改变了“ 内容”所在的位置， 使

其正在从“ 中心”走向“ 边缘”， 也就是说内容不再存于主要的服务器上， 而是存在所有用户的PC机上。P2P使得PC重新焕发活力、不再是被动的客户端， 而成为具有服务器和客户端双重特征的设备。

2.2 P2P网络的分类

关于对等网的分类， 目前尚不统一， 有很多争论， 安P2P的定义大致可分为集中目录式对等网络、纯分布式对等网络、混合式对等网络。

2.2.1 集中目录式对等网络

图1 集中目录式对等网络

各节点之间可以直接建立连接， 但网络的构建需要服务器， 通过集中认证， 建立索引机制。然而这里的服务器仅用于辅助对等节点之间建立连接， 一旦连接成功， 服务器不再起作用， 对等节点之间直接进行通信。这不同于C/S模式中的服务器， 也可以认为是弱化了服务器的作用。这种P2P网络模型和纯分布式P2P网络相比， 易于发现网络节点、易于管理且安全性较好， 但也有类似C/S模式的缺陷，如容错性差等。目前P2P技术的应用大多为这种模式， 较为典型的如： Napster等。

2.2.2 纯分布式对等网络

图2 纯分布式对等网络

网络中没有服务器， 链状的节点之间构成一个分散式网络。通过基于对等网协议的客户端软件搜索网络中存在的对等节点， 节点之间不必通过服务器， 可直接建立连接。这种P2P网络模型优点在于允许用户设定自己的规则和建立自己的网络环境; 为与Internet合作， 提供近似的即插即用特性; 不仅能够在Internet下有效地工作， 而且对于LAN和Internet也非常有用。存在的问题： 由于没有中心管理者， 网络节点难以发现; 不易管理且安全性较差。此种类型的P2P网络如： Gnutella、FreeNet等。

2.2.3 混合式对等网络

集中式P2P 有利于网络资源的快速检索，并且只要服务器能力足够强大就可以无限扩展， 但是其中心化的模式容易遭到直接的攻击; 分布式P2P 解决了抗攻击问题， 但是又缺乏快速搜索和可扩展性。混合式P2P 结合了集中式和分布式P2P 的优点， 在设计思想和处理能力上都得到了进一步的优化。它在分布式模式的基础上， 将用户节点按能力进行分类， 使某些节点担任特殊的任务。这些节点共分为3种：

(1)用户节点： 普通节点， 它不具有任何特殊的功能。

(2)搜索节点： 处理搜索请求， 从它们的“ 孩子”节点中搜索文件列表， 这些节点必须有128 kbit/s RAM的网络连接速度， 建议使用高性能的处理器。

(3)索引节点： 连接速度快、内存充足的节点可以作为索引节点。索引节点用于保存可以利用的搜索节点信息， 并搜集状态信息， 维护网络结构信息。

这种模式的关键之一是引入了索引节点，索引节点不会直接连接到有版权的资料上， 它就像搜索引擎一样， 只是搜索和所需资料相关的地址， 至于用户到底连接下载了什么内容则和它无关。这种模式的关键之二是引入搜索节点， 搜索节点管理着所属用户的文件列表。用户节点通过索引节点获得搜索节点信息， 之后用户节点就与获得的搜索节点相连， 每一次查询都通过该搜索节点进行。

2.3 P2P网络与C/S模式网络的区别

P2P技术与C/S模式互联网技术的根本区别在于两者的拓扑结构不同， 或者说两个系统中节点的连接方式不同。分布式网络拓扑结构存在四种基本形式： 集中式拓扑、环型拓扑、树型拓扑和分散式拓扑。由这四种基本的拓扑结构相互结合还可以形成各种混合式拓扑结构。部分P2P技术属于纯分散式拓扑， 其余多属于带有服务器的混合式拓扑; C/S模式为集中式拓扑。

当前互联网的主要技术模式是C/S模式，要求设置拥有强大处理能力和大带宽的高性能计算机， 配合高档的服务器软件， 将大量的数据集中存放在服务器上， 而且还要安装多样化的服务软件， 在集中处理数据的同时可以对互联网上其他PC提供服务， 发送或接收数据，提供处理能力及其他应用。与服务器联机并接受服务的客户端性能可以相对弱小。而P2P技术的特征之一就是弱化服务器的作用， 甚至取消服务器， 任意两台PC互为服务器， 同时又是客户端。

C/S模式造成互联网上的信息资源和成本资源均向服务器集中， 这样的模式安全性好、易于管理， 而且符合一对多、强对弱的社会关系形式， 所以C/S模式是符合市场需求的。P2P方式将导致信息数量、成本资源都向互联网各点均匀分布， 也就是所谓“ 边缘化”的趋势，而且交互性、即时性好， 符合“ 一对一”的特点， 以及彼此相当的社会关系形式， 也符合市场的需求。所以这两种方式将会共存， 有关P2P即将替代C/S 模式的说法是不成立的。P2P有其独特的市场空间， 是现有互联网应用的补充。

3 JXTA协议的研究

3.1 JXTA的主要概念

JXTA 是SUN 公司为了构建跨平台、跨操作系统和跨编程语言的P2P 应用而提出并实现的一个P2P标准， 其功能还在不断扩充和完善中。JXTA 技术提供了基础性的机制解决当前分布计算应用中面临的问题， 实现新一代统一、安全、互操作以及异构的应用。JXTA通过XML格式的消息表达， 提供了强大的功能使得垂直应用得以交互， 这对实现系统的互操作性有了很大的帮助。

3.2 JXTA的层次结构

JXTA由三层组成， 如图4所示。第一层是JXTA核心层， 它包含了服务所需要的核心功能; 第二层是服务层， 它提供了访问JXTA协议的接口; 第三层是应用层， 它使用服务来访问JXTA网络和JXTA提供的功能。这样的设计和一个标准的操作系统比较相似， 标准的操作系统包括核心操作系统、服务和应用程序。

图3 JXTA的层次结构

各层的说明如下所示：

核心层(JXTACore)： 这一层封装了最根本的东西， 包括Peer、对等组、Peer发现、Peer通信、Peer监视和相关的安全原语。

服务层(JXTA Services)： 这一层包括对于P2P网络不是必需的、但很通用的功能 ，如查找、共享、索引、代码缓存和内容缓存的机制。

应用层J(XTAA ppilcaiton)： 这一层包括了应用JXTA服务开发出来的完整的P2P应用程序 ，例如myJXTA ，JXTA-C AD等应用程序。

3.3 JXTA技术及其优势

JXTA 技术的目标就是为P2P计算提供一个简单、灵活的平台 ，它为上层的P2P应用程序提供底层基础构架， 这个构架由一系列协议构成。JXTA协议不依赖任何编程语言 ，独立于操作系统平台 ，不受下层的网络传输协议限制。JXTA技术是为了克服现有P2P系统的缺陷而提出的， 那么JXTA技术发展的目标同时也就是此技术的优势是：

1 互操作性 ：JXTA技术能无缝地通过不同的P2P系统使网络中的对等节点方便地找到对方 ，相互通信 ，协同工作 ，向对方提供服务。

2 平台无关性 ：JXTA被 设计成独立于编程语言 ，如c或JAVA， 独立于系统平台 ，如WINDOWS和 UNIX ，独 立于 网 络 平台 ，如TCP/ IP和蓝牙。

3 通用性 ：JXTA被设计成能在住任何数字设备上实现 ，包括传感器、消费电子产品、PDA设备、网络路由器、桌面电脑、服务器和存储设备。

4 结束语

本文就对等网的基本概念 ，对等网的技术实现、主要应用作了简要介绍 ;从易管理性、安全性等几个方面对P2P技术与C/ S模式互联网技术进行了比较。介绍了JXTA技术这一种致力丁从所有P2P系统中分离出这些系统的通用需求 ，从而解决P2P一系统中的核心问题技术 ，分析了JXTA技术的体系结构、核心协议以及优势所在。利用JXTA技术则可以轻松开发了一个简单的并且具有可扩展、互操作性强及高可用性的P2P文件共享系统。

参考文献

[1] 石磊,吴海燕,李安宁. P2P技术及对互联网的影响.电脑知识与技术. 2005.(8).

[2] 张晓刚. 基于JXTA技术的P2P应用系统的研究与开发.微型电脑应用.2006.

…………………………。

(参考文献不少于15本书或期刊)

第二篇： 计算机科学与技术专业综述

郑州大学毕业设计（专业综述）

题 目： 计算机科学与技术专业综述

指导教师： 翟×× 职称： 副教授

学生姓名： 邓×× 学号： ××××××

专 业： 计算机科学与技术

院（系）： 信息工程学院

完成时间： 20XX年5月25日

计算机科学与技术专业综述

摘要： 计算机科学与技术专业是现今最热门的专业之一，它的发展与否直接影响着我国计算机技术的进步。由于科教兴国战略的大力实施，近年来计算机科学与技术方面的毕业生一直攀升，而国内对此方面的人才需求也一直增加，因此大力发展计算机科学与技术已经成为了不可阻挡的趋势。

关键字： 计算机科学与技术；趋势；人才

一、我所了解的计算机科学与技术专业

计算机科学与技术专业现作为一个一级学科，下属三个两级学科，本专业培养具有良好的科学素养，系统地、较好地掌握计算机科学与技术包括计算机硬件、软件与应用的基本理论、基本知识和基本技能与方法，能在科研部门、教育单位、企业、事业、技术和行政管理部门等单位从事计算机教学、科学研究和应用的计算机科学与技术学科的高级科学技术人才。

二、计算机科学与技术专业的发展历史

回首计算机科学与技术专业的发展，主要经过以下三个时期：

1、初创时期（1956-1960年）

1956年，国务院制定了新中国第一个科学技术发展规划，确定了发展电子计算机、半导体、无线电电子学和自动化技术等紧急措施，从而促使我国的计算机教育事业发展第一个高潮的到来。该阶段的计算机教育事业具有以下特点：

（1）专业创始人从国外回来，带回计算机方面的新技术。

（2）大多采取“以任务带学科，以科研带队伍”的专业发展模式，人才培养面向国防和科研的研究需要。

（3）新建的计算机专业大多称为“计算机装置”，强调从基本元器件开始的计算机硬件系统的设计与实现，大多设置在自动控制系，形成了与应用系统结合的计算机教育。

2、发展时期（1978-1986年）

随着十年动乱的结束，国家的工作重点逐步转移到四个现代化建设轨道上。在新的规划纲要中，电子计算机又被列为重要的综合性学科，放在了突出的地位，我国的计算机教育迎来了第二个发展高潮。该阶段的特点为：

（1）改革开放促进了计算机新技术、新课程的引进。国家不断地大量派遣教师向西方国家去进修，一些重点大学也邀请国外的大学教授来国内授课，部分学校派骨干教师前来学习，回去后开始相应课程、组织编写教材。

（2）计算机软件开始得到普遍的重视，计算机应用技术教育开始普及。随着个人计算机的快速发展，我国此方面的技术的发展日益加快，数据管理、信息处理、工业控制、人工智能、数字图像等应用技术教育在计算机教育中的比例有较大的增强。

（3）高层次人才培养开始起步。随着高考的恢复，经国务院学位委员会的审定，在部分重点大学批准建立了计算机学科硕士点和计算机学科博士点，多层次的计算机人才教育体系基本形成。

3、高速发展时期（1994年至今）

由于1995年左右World Wide Web在世界范围的蓬勃兴起，使得“计算”的概念发生了深刻的变化，因此各种新的计算机课程开始广泛的开设，同时由于全国科技大会的召开、“科教兴国”发展战略的实施，使我国的计算机教育进入一个快速的发展期。该阶段的计算机教育的特点是：

（1）计算机专业的内涵和外延发生较大的变化。计算机专业的教育内容已不再局限于传统的计算机组织与体系结构等课程，计算机网络及其应用技术、多媒体及其应用技术、网络与信息安全等教育内容得以强化。

（2）办学单位和在校生人数迅速增加。一大批青年人补充进教师队伍，在数量上逐步完成教学第一线人员的新老交替。

（3）教材内容逐步与国际接轨。2000年后，我国的高等教育出版社、清华大学出版社、机械工业出版社等从国外著名出版公司引进了成套的计算机专业教材。

三、计算机科学与技术专业的现状

随着计算机专业的热门，近年来计算机专业的毕业生一直在增加。有关资料显示，截止2003年，中国普通高校总数为1683所，本科学校679所，其中505所开设有“计算机科学与技术”专业，是全国专业点数之首；2003年，计算机专业在校学生人数27万，占理工科在校生总数的14.6%，加上信息技术相关专业的在校生达到63万人。也就是说，信息技术和计算机专业的学生数量占全国所有理工科学生总数的1/3。但是由于计算机技术的更新和专业的发展，国内本科阶段计算机课程的书籍大部分都已经过时，讲的都只能是几年前以及几十年前的技术，远远跟不上计算机行业的日益发展和技术的更新速度，云计算、物联网、远程操控、移动互联等最前沿的技术基本上没有开设与此相关的课程。在校生学习到的知识远远落后于社会上的需要，往往需要再学习，需要进一步的技术培训。

四、计算机科学与技术专业的培养目标

培养和造就适应社会主义现代化建设需要，德智体全面发展、基础扎实、知识面宽、能力强、素质高具有创新精神，系统掌握计算机硬件、软件的基本理论与应用基本技能，具有较强的实践能力，能在企事业单位、政府机关、行政管理部门从事计算机技术研究和应用，硬件、软件和网络技术的开发，计算机管理和维护的应用型专门技术人才。

五、计算机科学与技术专业毕业生能力要求

1．网络工程方向专业培养的人才具有扎实的网络：工程专业基础、较好的综合素质；能系统地掌握计算机网络和通信网终技术领域的基本理论、基本知识；能掌握各类网络系统的组网、规划、设计、评价的理论、方法与技术；获得计算机网络设计、开发及应用方面良好的工程实践训练，特别是获得大型网络工程开发的初步训练。

2．软件产业作为信息产业的核心，是国民经济信息化的基础，它已经涉足工业、农业、商业、金融、科教卫生、国防和百姓生活等各个领域。本专业方向就是学习如何采用先进的工程化方法进行软件开发和软件生产。

3．计算机软件主流开发技术、软件工程、软件项目过程管理等基本知识与技能，熟练掌握先进的软件开发工具、环境和软件工程管理方法，培养学生系统的软件设计与项目实施能力，胜任软件开发、管理和维护等相关工作的专业性软件工程高级应用型人才。

4．信息工程通信方向是一个以通信技术、电子技术和计算机技术为基础，以现代通信系统的基本理论和技术及信号与信息的获取、传输、存储、处理为学习和研究对象。要求学生系统的学习通信系统和信息科学的基本理论和基本知识。使学生受到严格的科学试验训练和科学研究初步训练，具有从事通信工程和电子工程的综合设计、开发、集成应用及维护等能力的高级应用型技术人才。主要的研究领域包括：现代通信系统与程控交换、计算机网络与移动通信、信号与信息处理新方法、数字图像处理及压缩技术、单片机原理及应用、DSP原理及应用和通信领域新技术新业务的研发等。

六、计算机科学与技术专业课程体系

电路原理、模拟电子技术、数字逻辑、数值分析、计算机原理、微型计算机技术、计算机系统结构、计算机网络、高级语言、汇编语言、数据结构、操作系统、数据库原理、编译原理、图形学、人工智能、计算方法、离散数学、概率统计、线性代数以及算法设计与分析、人机交互、面向对象方法、计算机英语等。

七、计算机科学与技术专业毕业生的考研方向

目前报考方向有：1、计算机应用技术 2、计算机软件与理论 3、计算机系统结构 4、计算机软件工程

1、计算机应用技术

计算机应用技术是针对社会与各种企事业单位的信息化需求，通过对计算机软硬件与网络技术的选择、应用和集成，对信息系统进行需求分析、规划和设计，提供与实施技术与解决方案，创建优化的信息系统，并对其运行实行有效的技术维护和管理的学科。

2、计算机软件与理论

计算机软件与理论专业涉及计算机科学与技术的基本理论和方法，强调计算、算法、软件、设计等概念，主要的领域包括计算理论、算法与复杂性、程序设计语言、软件设计与理论、数据库系统、人工智能、操作系统与编译理论、信息安全理论与方法、图形学与可视化计算、以网络为中心的计算等。

3、计算机系统结构

计算机系统结构（原名计算机组织与系统结构）专业全面研究各种类型的计算机系统（从单机到网络）的构成、硬件与软件的联系与功能匹配、计算机系统性能评价与改进等。该专业的研究课题涉及高性能处理机系统结构、多机系统、并行计算与分布式计算系统、计算机系统性能评价、VLSL设计、容错计算技术、计算机接口技术、计算机网络系统与通信系统、移动计算、全球个人计算系统等。

4、计算机软件工程

计算机软件工程将计算机科学技术、数学、管理学的原理运用到软件开发的整个过程中，运用数学中的理论和方法来构造软件模型和算法，运用管理科学的思想和方法指导软件的项目、资源、质量、成本等工作。软件工程学的目的是有效的组织软件开发过程，提高软件开发效率，尽量降低软件开发的成本，将软件工程化的观点融会贯通于软件生存周期中。

八、就业形势分析

1、计算机科学与技术水平关系到我国经济、社会、文化、政治和国家安全的全局，已成为未来发展的战略制高点，也是衡量一个国家和地区的国际竞争力、现代化程度、综合国力和经济成长能力的重要标志。大力推进国家信息化建设,是覆盖我国现代化建设全局的战略举措,是贯彻落实科学发展观,全面建设小康社会,构建社会主义和谐社会和建设创新型国家的迫切需要和必然选择。

2、随着计算机科学技术近十年来的蓬勃发展，国家的进一步改革开放，中国开始进入以计算机信息化社会，以计算机技术为核心的信息产业在国民经济中比重越来越大。国务院的政策中也明确指出：“加快发展高技术产业，积极推进信息化，坚持以信息化带动工业化，以工业化促进信息化，提高经济社会信息化水平”。

3、信息产业是一项新兴的高科技产业，有“朝阳产业”之称，有着巨大的潜力和广阔的发展前景。随着工业经济向知识经济的转化，信息产业必然会成为世界第一大产业。我国非常重视信息产业的发展，已将其列为国家支柱产业和新的经济增长点。中国的信息技术产业是推动中国经济增长的一个发动机。在过去10年的时间里，信息产业的增长速度比国内生产总值的增长速度快两三倍”。然而，我国的信息技术在世界范围内仍处于较低的水平。信息技术应用水平还不高,自主创新能力仍不足,我国拥有计算机软、硬件核心技术自主知识产权比重不高。现有计算机和信息技术设施的功能没有得到很好的开发和运用，信息安全问题也比较突出，计算机普及率低（城市28%的家庭拥有计算机，而拥有计算机的农村家庭只有1%多一点），计算机制造和软件开发能力不强，在国民经济中的比例偏小，整体计算机应用水平还处于初级阶段，比发达国家落后10-20年。

4、制约我国信息产业发展和计算机技术应用的主要原因是人才不足，特别是计算机信息应用型人才短缺。虽然目前我国有500多所高校开设有"计算机科学与技术"专业，是全国专业点数之首，但在人才培养的数量和结构上仍不能满足产业发展需要。根据社会对计算机人才需求的金子塔模式，目前高等学校计算机专业在本科阶段对研究型和工程型人才的培养已有一定的基础，而对于从事信息化应用型人才的专门培养则几乎是空白，解决我国信息化建设中存在的问题,需要大力发展计算机教育,尤其是计算机高等教育,需要大量的计算机科学与技术人才,需要不同计算机专业服务方向的技术人才,通过这些技术人才解决我国目前信息化建设中人才需求的缺口,并通过计算机应用技术人才,进一步普及国民信息化教育,推进国民经济信息化与社会信息化。因此，加大计算机科学与技术专业的人才（特别是信息技术应用型人才）培养，对我国计算机信息产业的稳定快速发展至关重要。

5、随着以计算机技术为核心的信息产业迅猛发展，计算机技术人才成为紧缺人才，缺口很大。国家信息化进程已经涉及到社会各行各业，企事业单位和国家信息系统的建设与运行，是目前和今后采购、应用计算机产品的主流需求，这些用人单位需要大量应用型计算机人才（信息技术型）。根据国家计委最新公布的数字：中国信息产业界共缺人才2000万人如果以目前全国高校每年培训培养30万毕业生的规模计算，再用100年也跟不上世界先进国家的规模和速度。在计算机行业应用市场中软件占有重要的地位，但我国软件产业的生产水平和能力远远不足，需要大批的高、中、初级软件人才。我国软件人才在未来3年内，每年至少存在20万的缺口。

九、计算机科学与技术专业毕业生就业后职场发展路线

第一类路线——纯技术路线：信息产业是朝阳产业，对人才提出了更高的要求，因为这个行业的特点是技术更新快，这就要求从业人员不断补充新知识，同时对从业人员的学习能力的要求也非常高；

第二类路线——由技术转型为管理：这种转型尤为常见于计算机行业。编写程序是一项脑力劳动强度非常大的工作，随着年龄的增长，很多从事这个行业的专业人才往往会感到力不从心，因而由技术人才转型到管理类人才不失为一个很好的选择。

十、对计算机科学与技术专业的认识和思考

作为科技发展的前沿性学科，只有通过不断地努力创新才能使这个专业能够源远流长的不断取得突破性进展。科学技术是第一生产力，科学的发展、技术的革新才能让我们的生活更加的美好和舒适。但是面对严峻的就业形势和重大的就业压力，我们不容乐观。一方面国家的发展需要一大批高素质的计算机专门人才，另一方面大学毕业生的质量并没有达到社会的要求，这导致了用人单位岗位的空缺而毕业生却又处于待业的这一尴尬局面。这就要求现在的大学需要培养能够符合社会需求的毕业生，不仅是高学历，更重要的是高素质和高知识储备。只有提高现在的毕业生质量才能改变目前的行业现状，而计算机专业才能一步步的向前发展进步。