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論IP電話(huà)模型
［摘 要］P2P是目前流行于國際網(wǎng)絡(luò )技術(shù)研究領(lǐng)域的一種新興網(wǎng)絡(luò )模型。作為真正的分布式計算技術(shù)，P2P技術(shù)將對Internet的發(fā)展產(chǎn)生重要的影響。文中首先介紹了P2P的概念，研究及其應用狀況；然后分析了其三種網(wǎng)絡(luò )模型：集中式P2P、純分布式P2P和混合式P2P各自的特點(diǎn)和發(fā)現機制；最后提出了一種基于P2P的IP電話(huà)模型，并詳細討論了該模型的信息模型和搜索策略。?
［關(guān)鍵詞］P2P網(wǎng)絡(luò ) 發(fā)現機制 IP電話(huà)模型?
［中圖分類(lèi)號］TP ［文獻標識碼］A ［文章編號］1009－5489(2008)05－0156－02??
對等網(wǎng)絡(luò )(P2P)技術(shù)是目前網(wǎng)絡(luò )技術(shù)領(lǐng)域研究的一個(gè)熱點(diǎn)，目前微軟、Sun、IBM等很多著(zhù)名的企業(yè)和公司都投入到P2P技術(shù)的研究之中。P2P技術(shù)出現于20世紀70年代，其典型代表是USENET和FidoNet兩個(gè)分散、分布的信息交換系統，而真正地應用起源于文件交換軟件Napster。P2P可以簡(jiǎn)單地定義為：通過(guò)直接交換信息，共享計算機資源和服務(wù)2P的應用研究涉及面非常廣泛，主要包括網(wǎng)絡(luò )拓撲構造、安全與可靠性、分布式數據存儲和并行計算等。P2P的應用更是涵蓋諸多領(lǐng)域，比如對等計算、協(xié)同工作、搜索引擎、文件交換和文件共享，還有很多在商務(wù)中的應用。但P2P技術(shù)在IP電話(huà)中的應用也只是在QQ等軟件中的語(yǔ)音聊天中有所體現。鑒于此，本文通過(guò)分析比較了P2P技術(shù)現有的三種網(wǎng)絡(luò )模型，在保證網(wǎng)絡(luò )實(shí)時(shí)性和可靠性的基礎上，構建了IP電話(huà)網(wǎng)絡(luò )模型。?
一、P2P網(wǎng)絡(luò )拓撲結構模型分析?
從技術(shù)上講，P2P網(wǎng)絡(luò )結構可分為：集中式P2P、純分布式P2P和混合式P2P三種不同形式，下面分別進(jìn)行分析。?
1.集中式P2P?
該模式中有一個(gè)中心服務(wù)器來(lái)負責記錄共享信息以及反饋對這些信息的查詢(xún)，每一個(gè)對等實(shí)體要對它所需共享的信息以及進(jìn)行的負責。當某節點(diǎn)希望搜索一個(gè)不知道位置的資源時(shí)，該節點(diǎn)向目錄服務(wù)器發(fā)送請求，目錄服務(wù)器在數據庫中查詢(xún)到匹配的資源后將其定位信息返回該節點(diǎn)，然后在兩個(gè)節點(diǎn)之間執行交互。該模型的最佳示例為Napster，它是一種用戶(hù)共享MP3的軟件。這種形式具有中心化的特點(diǎn)，但是它不同于傳統意義上的Client/Server模式。因為傳統意義上的Client/Server模式采用的是一種壟斷的手段，所有資源都放在服務(wù)器上，客戶(hù)機只能被動(dòng)地從服務(wù)器上讀取信息，并且客戶(hù)機之間不具有交互能力；而集中式P2P模式則是所有資料都存放在提供該資料的客戶(hù)機上，服務(wù)器上只保留索引信息，此外服務(wù)器與對等實(shí)體以及對等實(shí)體之間都具有交互能力。?
集中式P2P可提供中心服務(wù)器目錄檢索，服務(wù)和標準的點(diǎn)到點(diǎn)通信，具有高效的檢索和低效的交換服務(wù)的特點(diǎn)。但是中央服務(wù)器的癱瘓容易導致整個(gè)網(wǎng)絡(luò )的崩潰，可靠性和安全性較低，且隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )規模的擴大，中央服務(wù)器維護和更新的費用將急劇增加，所需過(guò)高。?
2.純分布式P2P?
該模型中沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的服務(wù)器，整個(gè)網(wǎng)絡(luò )是有無(wú)數節點(diǎn)組成，這些節點(diǎn)在功能上非常相似，沒(méi)有一個(gè)節點(diǎn)知道整個(gè)網(wǎng)絡(luò )結構或者組成網(wǎng)絡(luò )的每一個(gè)節點(diǎn)的身份。相反，節點(diǎn)只知道直接與它們通信的節點(diǎn)。在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )資源搜索時(shí)，節點(diǎn)首先把包含搜索條件的請求信令發(fā)送給其鄰居節點(diǎn)，再由鄰居節點(diǎn)向其自身的鄰居節點(diǎn)轉發(fā)。以此類(lèi)推，直到得到滿(mǎn)足搜索條件的資源或請求信令的TTL為0；如果網(wǎng)絡(luò )找到滿(mǎn)足條件的資源，請求響應信令將沿著(zhù)請求信令經(jīng)過(guò)的路由的反向路由向回發(fā)送。此后，請求節點(diǎn)將建立到提供資源的節點(diǎn)的直接數據路由。其典型的代表就是著(zhù)名的Gnutella。?
這種P2P網(wǎng)絡(luò )模型的優(yōu)點(diǎn)在于允許用戶(hù)設定自己的規則和建立自己的網(wǎng)絡(luò )，提供近似的即插即用的特性，動(dòng)態(tài)性很強。存在的問(wèn)題是由于沒(méi)有中心管理者，網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)難以發(fā)現，這樣形成的網(wǎng)絡(luò )很難進(jìn)行身份認證、安全管理、流量管理、計費等控制；在搜索節點(diǎn)時(shí)，由于每個(gè)請求廣播的原因，對網(wǎng)絡(luò )帶寬要求高，容易導致網(wǎng)絡(luò )阻塞。?
3.混合式P2P?
該模式結合了集中式和分布式P2P的優(yōu)點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò )中有中間服務(wù)器，但文件目錄是分布的。它在分布式模式的基礎上，將用戶(hù)節點(diǎn)按能力進(jìn)行分類(lèi)，使一些功能強的節點(diǎn)擔任特殊的任務(wù)。這些節點(diǎn)共分為3種：用戶(hù)節點(diǎn)、搜索節點(diǎn)和索引節點(diǎn)。用戶(hù)節點(diǎn)一般不具有任何特殊的功能；搜索節點(diǎn)處理搜索請求，從它們的“孩子”節點(diǎn)(用戶(hù)節點(diǎn))中搜索文件列表；索引節點(diǎn)內存充足，連接速度快，用于保持可以利用的搜索節點(diǎn)信息，并收集狀態(tài)信息，維護網(wǎng)絡(luò )的拓撲結構。?
二、IP電話(huà)系統組成和工作原理?
IP電話(huà)系統一般有IP電話(huà)終端，網(wǎng)關(guān)(GATEWAY)、網(wǎng)守或者叫關(guān)守(GATEKEEPER)、網(wǎng)管系統、計費系統等幾部分組成。?
IP電話(huà)終端包括傳統的語(yǔ)音電話(huà)機PC、IP電話(huà)機、也可以是集語(yǔ)音，數據和圖像于一體的多媒體業(yè)務(wù)終端。?
網(wǎng)關(guān)提供IP網(wǎng)絡(luò )和電話(huà)網(wǎng)之間的接口，是VOIP的核心與關(guān)鍵設備。通過(guò)它可完成語(yǔ)音壓縮，具有尋址和呼叫控制的功能。?
關(guān)守負責用戶(hù)注冊與管理，它應當具有的功能為：將被叫號碼的前幾位數字對應網(wǎng)關(guān)的IP地址；對接入用戶(hù)的身份認證，防止非法用戶(hù)接入；做呼叫記錄并有詳細數據，從而保證收費正確；完成區域管理，多個(gè)網(wǎng)關(guān)可由一個(gè)關(guān)守進(jìn)行管理。?
三、IP電話(huà)網(wǎng)絡(luò )模型的構建及其探討?
在選擇P2P網(wǎng)絡(luò )模型時(shí)主要考慮以下幾個(gè)方面：首先，整個(gè)框架結構要求可運營(yíng)，可管理，要求具備集中控制能力，并能提供服務(wù)質(zhì)量保證；其次，要具有為用戶(hù)提供安全認證管理；第三，為降低網(wǎng)絡(luò )流量負擔，節約網(wǎng)絡(luò )資源，應減少用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)對象的隨機性，減小流量的不可預知性；此外還應該具備良好的開(kāi)放性，靈活性和擴展性。因此選擇混合式P2P模型來(lái)構建IP電話(huà)模型，由各個(gè)IP電話(huà)終端完成模擬信號和數字信號的轉化，而且通過(guò)IP電話(huà)號碼就可以找到被呼叫的IP電話(huà)終端。?
當一個(gè)IP終端用戶(hù)加入此網(wǎng)絡(luò )中時(shí)，軟件搜索網(wǎng)絡(luò )提供給用戶(hù)一個(gè)可用的目錄節點(diǎn)的列表，供用戶(hù)選擇。用戶(hù)可以選擇其中多個(gè)(避免因單個(gè)目錄節點(diǎn)出現故障或該目錄節點(diǎn)已不再充當目錄節點(diǎn)而造成呼叫失敗)路由最短的目錄節點(diǎn)作為其父節點(diǎn)，并提交相應的信息。網(wǎng)絡(luò )中所有的IP用戶(hù)因為隨時(shí)會(huì )加入或者離開(kāi)，IP地址與IP電話(huà)號碼不完全是固定的關(guān)系，所以目錄節點(diǎn)要定時(shí)刷新IP地址與IP電話(huà)號碼的對應關(guān)系，保持IP用戶(hù)節點(diǎn)處于一個(gè)穩定的狀態(tài)。?
四、?
IP電話(huà)技術(shù)是一項新的技術(shù)，其發(fā)展速度非�？�，最終將成為人們語(yǔ)音通信的重要工具。本文目的在于將P2P技術(shù)應用到IP電話(huà)中，以保證IP電話(huà)的語(yǔ)音數據包能夠實(shí)時(shí)地、順序地到達目的端。選擇混合式P2P構建了IP電話(huà)模型，既具備快速檢索的能力，降低網(wǎng)絡(luò )流量的負擔，又便于安全管理、身份認證、流量管理、計費管理等。?
IP電話(huà)還涉及很多關(guān)鍵，如：語(yǔ)音編碼和壓縮技術(shù)、語(yǔ)音分組技術(shù)、語(yǔ)音抖動(dòng)處理技術(shù)、靜音檢測技術(shù)、向前糾錯技術(shù)、回聲消除技術(shù)、QoS(Quality Of Service，即服務(wù)質(zhì)量)保障技術(shù)等，由于篇幅有限，未能作詳細介紹。
［參?考?文?獻］?
�。�1］糜正琨：《IP網(wǎng)絡(luò )電話(huà)技術(shù)》，人民郵電出版社2000年版。?
�。�2］Walter J.Goral ski Matthew C.Kolon 著(zhù)，舒華英、賴(lài)平漳等譯：《IP電話(huà)技術(shù)及其應用》，人民郵電出版社2000年版。?
�。�3］HP Laboratories Palo Alto.Peer-to-Peer Computing.http：//www.hpl.hp.com/techreports/2002/HPL-2002-57.pdf，2002?
�。�4］Marc Findeli.Peer-to-Peer(P2P)Networking.http：//www.onlinejunkie.de/docs/p2p.pdf，2001
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