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与 计算技术 信息发展 基于Python 语言的P2P 文件共享系统研究 □ 李 林 （西安邮电学院信息中心 陕西 ·西安 710 121） 摘 要：在分布式文件共享网络上，P2P 技术得到极为广泛的应用，随着P2P 技术的成熟，大量的P2P 文件共享 网络也已经随之发展并且成熟起来。为了研究P2P 文件共享系统的具体实现方法，本文分析了Gnutella 文件共 享系统的优缺点，分析其洪泛搜索算法和TTL 机制，在此基础上使用Python 语言实现了基于Gnutella 搜索算法 的P2P 文件共享系统的设计。 关键词：文件共享系统 对等网络 洪泛搜索算法 Python 语言 中图分类号：TP39 文献标识码：A 文章编号：1007-3973 （2009）11-04 1-02 1 前言 块、消息处理模块、写日志模块、文件传输模块和节点移除模 在传统的WEB 方式中，要实现文件交换需要服务器的大 块。 力参与，通过将文件上传到某个特定的网站，用户再到某个网 3.1 节点连接模块 站搜索需要的文件，然后下载，这种方式的不便之处不言而喻。 由于 P2P 网络中的节点必须知道至少一个相邻的节点， 电子邮件虽然方便了个人间文件传递问题，却没法解决大范 否则这个Peer 将成为一个孤点，因此，为了避免孤点的出现， 围的交换。然而，P2P 却很好的解决了传统的C/S 模式下瓶颈 系统可以使用端口扫描等办法实现。在此模块中，每个程序 问题，让资源共享变的更方便，快捷，用户可以直接和用户之 启动后会首先初始化自身，监听本地端口、尝试连接指定下一 间进行数据交换，从而改变了传统的模式。P2P 文件共享网络 跳地址等等，具体的节点连接流程如下图1 所示： 不依赖于中心服务器，网络中各 Peer 之间的关系是对等的， Peer 同时具有Client 和Server 的特点，可以直接通信和文件 传输。 随着P2P 技术的成熟，大量的P2P 文件共享网络也已经 随之发展并且成熟起来。Gnutella 就是其中最为成功P2P 文 件共享系统之一。 2 Gnutella 文件共享系统 Gnutella 是全分布非结构化网络的典型案例，它和Napster 最大的区别在于Gnutella 是纯粹的P2P 系统，没有索引服务 器，它采用了基于完全随机图的洪泛（Flooding）发现和随机转 发 （Random Walker）机制。为了控制搜索消息的传输，通过 TTL （Time To Live）的减值来实现。 然而，随着联网节点的不断增多，网络规模不断扩大，通 过这种洪泛方式定位对等点的方法将造成网络流量急剧增加， 从而导致网络中部分低带宽节点因网络资源过载而失效。所 图1 节点连接模块流程图 以在初期的Gnutella 网络中，存在比较严重的分区，断链现象。 也就是说，一个查询访问只能在网络的很小一部分进行，因此 3.2 文件搜索模块 网络的可扩展性不好，所以，解决Gnutella 网络的可扩展性对 搜索算法是一个P2P 网络的灵魂，此次设计的P2P 网络 该网络的进一步发展至关重要。 采用TTL （Time-to-Live）、洪泛（Flooding）搜索。 3 文件共享系统设计 （1）发起搜索请求。当用户 1 需要某个资源，则可以通过 在对Gnutella 文件共享系统的优缺点进行分析，对其洪 GUI 界面的搜索框搜索，程序将给所有已知的Peer 发送搜索 泛搜索算法和TTL 机制进行深入研究后，本文使用Python 语 请求，等待回复。 言实现了基于Gnutella 搜索算法的P2P 文件共享系统的设计。 （2）响应搜索请求。当用户2 程序收到其他用户 1 的搜 为便于系统设计，实现系统的基本