P2P的Jxta解决之道

摘要
　　点对点(P2P)网络无疑是当前最热门的话题之一。在这个领域中，Sun推出了Jxta，一个用于P2P应用开发的网络计算平台。这篇文章介绍P2P和Jxta在这方面所作的努力。适合有意开发P2P应用的编程者阅读。
　　今日的Internet正面临着一场革命。这场革命正在为改变Internet的一个基本的特性而努力。这就是网络的终端（或者说客户端），例如桌面电脑，移动电话，PDA等正要求一个更优越的网络地位，以结束以服务器为主导的Internet。这就是P2P。
　　P2P是一个网络的模型，它的基本概念就是任何的节点都可以作为服务器或者客户端。传统的客户/服务器网络，都有预定义的客户和服务器节点，而P2P则不同，P2P可提供一些额外的特性，而这些特性使用传统的模型是无法实现的。
　　在这篇文章中，我将为你介绍P2P网络，并且将它和客户/服务器网络作对比。我还会介绍Jxta（发音是jux-ta），Jxta是由Sun的首席科学家兼CEO Bill Joy提出来的；Jxta正在被成千上万的开放源代码开发者模型化。在P2P领域中，Jxta作出了巨大的改进。它定义了一套的协议，开发者可以使用这些协议来建立几乎所有的P2P应用。同时，这些协议也非常灵活，可以适合不同应用的特别需要。Jxta也不使用特定的编程语言或者环境，不过Java无疑是一个适合的选择，原因在于：便携性，容易开发和丰富的类库。
　　P2P：概览
　　现今最普遍的分布计算模型是客户/服务器模型。图一描绘的就是典型的客户/服务器架构。
　　　 　
　　*****图一*******　
　　在客户/服务器体系中，客户请求服务，服务器提供服务。在当今的Internet上，存在在大量的服务器--Web服务器，邮件服务器，FTP服务器等等。客户/服务器体系是中央化体系的一个例子，整个的网络都依靠中央的节点和命名的服务器来提供服务。如果没有服务器，网络将是毫无意义的；如果没有它们，Web浏览器如何工作？不论客户端或者浏览器的数目有多少，网络只能在服务器存在的前提下才有意义。
　　和客户/服务器体系相似，P2P也是一个分布的计算模型，但是有一个很大的不同，P2P是一个非中央化的体系（如图2），在网络中并没有客户或者服务器的状态区分。网络中的每个实体都是同等的，有着同样的状态，这意味着一个实体可以请求一个服务（客户端的特性）或者提供一个服务（服务器的特性）。图2展示的是一个P2P网络。
　　
　　*****图2*********　
　　虽然每个节点在网络中有着同等的状态，不过它们并不要求都有着同样的物理性能。一个P2P网络可以包含有不同性能的节点，由移动设备到大型机。对于一个移动设备来说，可能由于自身的限制，不能作为服务器，但从网络方面来说，并没有这个限制。
　　两个网络模型都有着各自的优点和缺点。由图1的客户/服务器网络你可以看到，当网络增大时（即越来越多的客户加入），中央服务器的压力就越大。当加多一个客户，中央节点的性能就会弱化；而它的失效将会导致整个网络的瘫痪。
　　对于P2P网络来说，情况就完全不一样了。由于网络中的每个实体（或者节点）都是积极的参与者
　　，每个节点都会为网络提供一些资源，例如存储空间或者CPU。当越来越多的节点加入网络时，网络的性能将会增长。因此，当网络增大时，它的性能也会增强。你将不会碰到客户/服务器体系中的扩展问题。
　　P2P网络和客户/服务器模型还有一个很大的不同是：即使只有一个节点是活跃的，P2P网络也被认为是活跃的。只有在没有任何节点时，P2P网络才是不可用的。
　　不过，金无足赤，虽然P2P网络有着这些的优点，但你也要付出一些代价的。首先，管理这样一个网络可能是一个噩梦，而在客户/服务器网络中，你只需要管理中央的节点。因此，无论在安全策略和备份策略方面，P2P网络都要复杂一些。第二，P2P协议比传统的客户/服务器协议需要更多的“交互”，例如当节点加入或者退出网络。这些方面都会对性能产生一些影响。
　　Jxta的解决之道
　　
　　不同的协议，不同的体系，不同的实现，这就是当前P2P解决方案的精确描述。现今，开发者使用各种各样的方法论和途径来创建P2P应用。相对于客户/服务器模型丰富的标准，P2P领域的标准可以说是很少，为此，Sun开发了Jxta。
　　以下是Jxta前景的一些陈述：
　　Jxta工程是为了建立核心的网络计算技术，它提供一套简单、精简和便利的技术，可以在任何的平台、任何地点和任何时间支持P2P计算。该工程首先概述了P2P的功能，然后建立核心的技术，以弥补当前P2P计算方面的不足。它集中于创建基本的技术，并且将策略的选择权交给应用的开发者。
　　Jxta致力于提供一个基本的P2P架构，这样其它的P2P应用可以建立在上面。这个基架包含有一套协议，这些协议与语言、平台和网络都是无关的（这就是它们对底层的网络没有作出任何的假定）。这些协议只规定了建立普遍P2P应用的必要之处。它的设计是精简的，开销很小，这些协议的目的可引用Jxta前景陈述中的一句话来说明：“要令每个设备都带有一个数字的心跳”。
　　当前的Jxta定义了六种协议，不过并不要求所有的Jxta节点都实现全部六种协议。节点实现的协议数目和它的性能有关；一个节点可以只实现一种协议。根据需要，节点也可以扩展或者替换任何的协议。
　　有一点要注意的是。Jxta协议自身并不提供交互性。对于这一点，你可以通过TCP/IP来理解这一点。虽然FTP和HTTP都建立在TCP/IP上，不过你不能使用FTP客户来访问网页。Jxta也是这样。两个建立在Jxta上的应用并不意味着它们是可以交互的。这一点应该由开发者开保证。不过，由于Jxta提供了一个可交互的基层，所以开发者在实现交互时可以少考虑一些东西。
　　Jxta中的XML
　　毫无疑问，要提供一个通用基本协议层，第一步就是要采用一种适合的表现方式，这种方式可以被当前的大部分平台明白。XML无疑是一个理想的选择，它已经成为数据交换的一个默认标准。XML提供通用的、语言和平台无关的数据表现。XML也可以很容易地转换为其它的编码。因此，用XML格式定义了所有的Jxta协议。
　　虽然Jxta的信息使用XML定义，不过Jxta并不依靠XML来编码。实际上，Jxta实体并不需要一个XML解析器；它是一个可选的组件。可以将XML看成是Jxta使用的一种便利的数据表现形式。小的实体（例如移动电话）可以使用预编译的XML信息。
　　Jxta的术语
　　
　　在更进一步讲述Jxta之前，让我们先来看一下它的各种术语。
　　Peers（节点）
　　网络上实现一种或者多种Jxta协议的任何实体。一个节点可以是任何的东西，例如大型机，小至一部移动电话，甚至是一个传感器。节点的存在是独立的，并且可以与其它节点异步通信。
　　Peer groups（节点组）
　　有者共同目的的节点可以集合起来形成节点组。节点组可以跨越多个物理网络域。
　　Messages（信息）
　　在Jxta的网络中，所有的通信是通过发送和接收信息来实现的。这些信息称为Jxta messages，它们符合标准的格式，是交互的前提。
　　Pipes（管道）
　　Pipes在Jxta的环境里建立起虚拟的通信管道。节点通过它们来发送和接收Jxta的信息。Pipes被认为是虚拟的，因为Pipes无需要知道使用它们的真正网络地址。这是一个重要的抽象。
　　Services（服务）
　　Peers和Peer groups都可以提供服务。如果一个服务由一个peer独立提供，那么就被称为是一个Peer服务，这是一个和中央化相等的概念。没有其它的Peer需要提供该服务；如果该Peer没有活动，那么服务将无效。
　　Peer groups提供的服务被称为是peer group服务。与peer服务不同，这些服务并不依赖某个单独的peer，而是由整个组提供。Peer group服务的可用性更强，因为即使一个peer不可用，其它的peers还可以继续提供相同的服务。
　　Codats
　　Codat (Code/Data)，在Jxta中，它意味着可以是代码或者数据的内容。如果有需要，Codats可以被发布和复制。
　　Advertisements
　　Advertisement可发布和揭露任何的Jxta资源，例如一个peer，一个peer组，一个管道或者codat。Advertisements以XML文档的方式来表现。
　　Identifiers（标识符）
　　在Jxta环境中，Identifiers扮演着重要的角色。Identifiers指定资源，而不是物理的网络地址。Jxta的Identifier被定义为一个URN(Uniform Resource Name，统一资源名)。一个URN就是一个URI(Uniform Resource Identifier，统一资源标识符)，它必须是保持全局唯一的，即使是该资源不存在了，它仍然要保持不变。
　　World peer group
　　任何一个Jxta peer，在默认的情况下都是World peer group的一个成员。每一个Jxta peer都知道World peer group，并且可以加入该peer组，即使它在网络上找不到任何其它的peers。即使断开的peer也是其中的成员。
　　Net peer group
　　在一个本地网络中，网络管理员通常都可以设置一个peer组，该组可以让网络上的任何peer加入：这就是Net peer group。它类似一个DHCH(dynamic host configuration protocol，动态主机配置协议)服务。该Net peer group可为peer提供一个全局的连接，它的限制由管理者定义。
　　Rendezvous peers（集合点）
　　一个集合点是一个特别的节点，它通过缓冲节点的广播，可以存储其它节点的信息。因此，一个集合点可以帮助节点发现网络上的其它节点。集合点还可以将搜索的请求导向到其它的集合点。
　　Endpoints（终点）
　　终点表示网络上的一个目的地，它可以由一个网络地址来表示。Peers通常都不直接使用终点；而是通过管道来间接使用它们；管道都建立在终点上。
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