《P2P系统及其应用》教学大纲

课程名称：	P2P系统及其应用
课程编号：	420416
适用专业：	网络工程
课程类别：	专业任选课
课程学分：	2
总学时：	36
其中：理论学时	28
实验学时	8
先修课程：	数据结构、计算机网络

一、课程的性质、目的与任务

P2P网络是分布式系统和计算机网络相结合的产物，它在应用领域和学术界获得了广泛的重视和成功，被称为“改变Internet的新一代网络技术”。

《P2P系统及其应用》课程是网络工程专业的一门专业任选课。通过本课程的教学向学生介绍P2P网络的基本概念、基本原理和主要技术，使学生能够理解和掌握P2P网络的基本原理和P2P系统的主要应用，了解P2P网络的最新技术和最新发展动态。

通过本课程的学习，要求学生达到:

1．掌握P2P网络的基本概念、基本原理和主要技术；

2．掌握P2P网络的三代典型应用系统，理解P2P网络的核心机制和增强机制；

3．了解P2P网络的最新技术和最新发展动态。

二、课程教学基本内容与要求

第一章 P2P网络简介（2课时）

（一）基本教学内容

（1）什么是P2P网络；

（2）P2P网络的发展历程；

（3）为什么需要P2P网络；

（4）P2P网络的特点；

（5）P2P网络的各种应用。

（二）基本要求

教学目的：了解什么是P2P网络，了解P2P网络的发展历程，了解P2P网络的特点和各种应用。

教学重点：什么是P2P网络，P2P网络的特点，P2P网络的各种应用。

教学难点：无。

第二章 第一代P2P网络： 混合式P2P体系（2课时）

（一）基本教学内容

（1）Napster出现的背景和它创造的奇迹；

（2）Napster网络的工作原理；

（3）Napster的性能分析；

（4）Napster的陨落和它的现状；

（5）Napster的缺陷和新的混合式P2P网络；

（6）BitTorrent的曲折历史；

（7）BitTorrent体系原理；

（8）BitTorrent分片机制；

（9）BitTorrent阻塞算法；

（10）BitTorrent性能分析；

（11）BitTorrent体系总结；

（12）第一代P2P网络的特点。

（二）基本要求

教学目的：理解Napster和BitTorrent的工作原理；理解Napster和BitTorrent的性能分析；理解第一代P2P网络的特点。

教学重点：Napster和BitTorrent的工作原理，Napster和BitTorrent的性能分析，第一代P2P网络的特点。

教学难点：Napster和BitTorrent的工作原理，Napster和BitTorrent的性能分析。

第三章 第二代P2P网络： 无结构P2P体系（2课时）

（一）基本教学内容

（1）Gnutella——纯分布式无结构P2P网络；

（2）KaZaA——基于超结点的无结构P2P网络；

（3）eDonkey/eMule——分块下载的双层无结构P2P网络；

（4）Freenet——自由、安全、匿名的无结构P2P网络；

（5）无结构P2P网络的特点。

（二）基本要求

教学目的：理解Gnutella和KaZaA的工作原理和性能分析；了解1eDonkey、eMule和Overnet；理解Freenet的基本原理；理解无结构P2P网络的特点。

教学重点：Gnutella和KaZaA的工作原理；Freenet的基本原理；无结构P2P网络的特点。

教学难点：Gnutella和KaZaA的工作原理；Freenet的基本原理；无结构P2P网络的特点。

第四章第三代P2P网络：结构化P2P体系（3课时）

（一）基本教学内容

（1）Chord与CFS——简单、精确的环形P2P网络；

（2）CAN——简单、容错的多维空间P2P网络；

（3）Tapestry与OceanStore——广域的超立方体结构P2P网络；

（4）Pastry与PAST——容错的混合式结构P2P网络；

（5）其他著名结构化P2P网络——Kademlia、SkipNet等；

（6）常数度P2P模型——Viceroy、Koorde和Cycloid等；

（7）结构化P2P网络的特点与分析。

（二）基本要求

教学目的：理解Chord与CFS的工作原理，理解CAN、Tapestry与OceanStore的工作原理；理解Pastry与PAST的基本原理；了解其他著名结构化P2P网络；理解结构化P2P网络的特点与分析。

教学重点：各种典型结构化P2P系统的工作原理；结构化P2P网络的特点与分析。

教学难点：各种典型结构化P2P系统的工作原理；结构化P2P网络的特点与分析。

第五章P2P应用体系和应用软件（4课时）

（一）基本教学内容

（1）P2P应用清单；

（2）文件共享；

（3）多媒体传输；

（4）实时通信和协同工作；

（5）分布式数据存取；

（6）分布式计算；

（7）P2P搜索引擎；

（8）其他应用介绍。

（二）基本要求

教学目的：了解P2P应用清单；理解文件共享的基本原理；理解多媒体传输的基本原理；理解实时通信和协同工作的基本原理；理解分布式数据存取的基本原理；理解分布式计算的基本原理；理解P2P搜索引擎的基本原理；了解P2P其他应用。

教学重点：文件共享；多媒体传输；实时通信和协同工作；分布式数据存取；分布式计算；P2P搜索引擎。

教学难点：文件共享；实时通信和协同工作；分布式计算；P2P搜索引擎。

第六章P2P核心机制（4课时）

（一）基本教学内容

（1）覆盖网拓扑结构；

（2）分布式散列表；

（3）路由和定位；

（4）查询和搜索；

（5）动态结点算法；

（6）容错性。

（二）基本要求

教学目的：理解覆盖网拓扑结构、路由与定位；理解查询和搜索；理解动态结点算法；理解容错性。

教学重点：覆盖网拓扑结构；路由和定位；查询和搜索；动态结点算法。

教学难点：路由和定位；查询和搜索；动态结点算法。

第七章P2P增强机制（4课时）

（一）基本教学内容

（1）P2P系统的性能；

（2）复制与缓存；

（3）分片；

（4）负载均衡、异构性与热点问题；

（5）拓扑意识和一致性问题；

（6）匿名、声誉和信任；

（7）P2P安全问题。

（二）基本要求

教学目的：理解P2P系统的性能分析；理解P2P系统复制与缓存和分片的原理；理解负载均衡、异构性与热点问题；理解拓扑意识和一致性问题；理解匿名、声誉和信任等安全问题。

教学重点：P2P系统复制与缓存和分片的原理；负载均衡、异构性与热点问题；拓扑意识和一致性问题；匿名、声誉和信任等安全问题。

教学难点：P2P系统复制与缓存和分片的原理；负载均衡、异构性与热点问题；拓扑意识和一致性问题；匿名、声誉和信任等安全问题。

第八章P2P模拟与仿真（4课时）

（一）基本教学内容

（1）P2P模拟器的设计意义和准则；

（2）经典的网络模拟器与拓扑产生器；

（3）P2P模拟器；

（4）全球网络服务仿真平台PlanetLab。

（二）基本要求

教学目的：理解P2P模拟器的设计意义和准则；理解经典的网络模拟器与拓扑产生器；理解常用的P2P模拟器。

教学重点：经典的网络模拟器与拓扑产生器；P2P模拟器。

教学难点：经典的网络模拟器与拓扑产生器；P2P模拟器。

第九章P2P的现状和未来（2课时）

（一）基本教学内容

（1）P2P的主要研究组织；

（2）P2P的重要国际会议和刊物；

（3）P2P的主要商业模式；

（4）P2P与其他领域的融合；

（5）P2P的未来。

（二）基本要求

教学目的：了解P2P的主要研究组织；了解P2P的重要国际会议和刊物；了解P2P的主要商业模式；了解P2P与其他领域的融合；了解P2P的未来。

教学重点：无。

教学难点：无。

三、课程各章节学时分配

四、本课程课外学习与修学指导

（1）该课程是比较难学的课程，因此要多参考相关书籍，多实践，加深对知识的理解；

（2）为了进一步理解P2P系统及其应用的原理知识，需复习巩固计算机网络等方面的知识。

五、本课程成绩的考查方法及评定标准

考核方式：闭卷考试。

成绩评定方法：本课程的考核是平时成绩和期终考试成绩相结合，理论成绩与实验成绩相结合。具体比例为：平时占20%，实验占20%，期末考试成绩占60%。

其中期未考试总分100分，基础题占50%，中等难度题占40%，较难题占10%。考试题型主要有：选择题、填空题、简答题、计算题、算法题、分析题、综合应用题等。

六、教材及参考书

教材：陈贵海主编，对等网络：结构、应用与设计.北京：清华大学出版社，2007

主要参考书：

管磊编著，P2P技术揭秘——P2P网络技术原理与典型系统开发.北京：清华大学出版社,2010

大纲撰写人：刘浩

大纲审阅人：彭智朝

教学副主任：易叶青

编写日期：2012.6