介绍
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1.P2P介绍
*peer-to-peer
P2P是一种网络技术，可以在不同的计算机之间共享各种计算资源，如CPU、网络带宽和存储。
P2P是当今用户在线共享文件的一种非常常见的方法
- Bittorrent和Gnutella是流行的文件共享P2P应用程序的例子，以及比特币和以太坊等区块链网络
- 他们不依赖中央服务器或中介来连接多个客户端
- 最重要的是，他们利用用户的计算机作为客户端和服务器，从而将计算从中央服务器上卸载下来。
2.P2P简介
传统的分布式系统使用Client-Server范式来部署
P2P是另一种分布式系统
- 在P2P中，一组节点（或对等点，peer）彼此直接交互以共同提供公共服务，而无需中央协调器或管理员
- P2P系统中的每个节点（或Peer）都可以充当客户端（从其他节点请求信息）和服务端（存储/检索数据并响应客户端请求执行必要的计算）
- P2P网络中的所有节点不必完全相同，一个关键特征将Client-Server网络与P2P网络区分开来：缺乏具有唯一权限的专用服务器。在开放、无许可的P2P网络中，任何节点都可以决定提供与P2P节点相关的全部或部分服务集合。
3.P2P的特点
与Client-Server网络比较，P2P网络能够在其上构建不同类别的应用程序，这些应用程序是无许可、容错和抗审查的
- 无许可：因为数据和状态是跨多个节点复制的，所以没有服务器可以切断客户机对信息的访问
- 容错性：因为没有单点故障，例如中央服务器
- 抗审查：如区块链等网络
- P2P计算还可以更好的利用资源
4.P2P的复杂性
构建P2P系统要比传统Client-Server的系统复制
- 传输：P2P网络中的每个Peer都可以使用不同的协议，Http（s）、TCP、UDP等
- 身份：每个Peer都需要知道其想要连接并发送消息的Peer的身份
- 安全性：每个peer都应该能够以安全的方式与其他peer通信，而不存在第三方拦截或修改消息的风险对等
- 路由：每个peer可以通过各种路由（如数据包在ip协议中的分布方式）从其他peer接受消息，这意味着如果消息不是针对自身的，则每个peer都应该能够将消息路由到其他peer
- 消息传递：P2P网络应该能够发送点对点消息或或消息（以发布/订阅模式）
4.1 P2P的要求-传输
TCP/IP和UDP协议无处不在，在编写网络应用程序时非常流行。单还有其他更高级别的协议如http和quic。
P2P网络中的每个peer都应该能够启动到另一个节点的连接，并且由于网络中peer的多样性，能够通过多个协议监听传入的连接。
4.2 P2P的要求-peer身份
与web开发领域不同，在web开发领域中，服务器由唯一的域名标识
P2P网络中的节点需要唯一身份，以便其他节点可以访问他们。
P2P网络中的节点使用公钥和私钥对（非对称公钥加密）与其他节点建立安全通信
- P2P网络中节点的身份称为PeerId，是节点公钥的加密散列。
4.3 P2P的要求-安全
加密密钥对和PeerId是节点能够与他的Peers建立安全，经过身份验证的通信通道。但这只是安全的一个方面。
节点还需要实现授权框架，该框架为哪个节点可以执行何种操作建立规则。
还有需要解决的网络级安全威胁，如sybil攻击（其中一个节点运营商利用不同身份启动大量节点，以获取网络中的优势地位）或eclipse攻击（其中一组恶意节点共谋以特定节点为目标，使后者无法到达任何合法节点）
4.4 P2P的要求-Peer路由
P2P网络中的节点首先需要找到其他Peer才能进行通信。这是通过维护Peer路由表来实现的，该表包含对网络中其他peer的引用。
但是，在具有数千个或者更多动态变化的节点（即节点加入和离开网络）的P2P网络中，任何但个节点都难以为网络中的所有节点维护完整而准确的路由表。peer路由使节点能够将不是给自己准备的消息路由到目标节点。
4.5 P2P的要求-消息传递
P2P网络中的节点可以向特定节点发送消息，但也可以参与广播消息协议。
- 例如，发布/订阅，其中节点注册对特定主题的兴趣（订阅），发送该主题消息的任何节点（发布）都由订阅该主题的所有节点接受。这种技术通常用于将消息的内容传输到整个网络。
4.6 P2P的要求-流多路复用
流多路复用（Stream multiplexing）是通过公共通信连路发送多个信息流的一方式种。
在P2P的情况下，它允许多个独立的逻辑流共享一个公共P2P传输层。
- 当考虑到一个节点与不同peers具有多个通信流的可能性，或者两个远程节点之间也可能存在多个并发连接的可能性时，这一点变得很重要。
- 流多路复用有助于优化peer之间建立连接的开销。（注意：多路复用在后端开发种很常见，其中客户端可以与服务端建立底层网络连接，然后通过底层网络连接多路复用不同的流，每个流具有唯一的端口号）。
5.公钥与私钥
- 加密身份使用公钥基础设施（PKI），广泛用于为用户、设备和应用程序提供唯一身份，并保护端到端通信的安全。
- 他的工作原理是创建两个不同的加密密钥，也称为由私钥和公钥组成的密钥对，他们之间具有数学关系。
- 密钥对有着广泛的应用，但在P2P网络中，
- 节点使用密钥对彼此进行身份识别和身份验证
- 公钥可以在网络中与他人共享，但绝不能泄漏节点的私钥。
5.1 公钥和私钥的例子 - 访问传统的服务器
如果你想连接到数据中心的远程服务器（使用ssh），用户可以生成密钥对并在远程服务器上配置公钥，从而授予用户访问权限。
但远程服务器如何知道哪个用户是该公钥的所有者？
- 为了实现这一点，当连接（通过ssh）到远程服务器时，用户必须指定私钥（与存储在服务器上的公钥关联的）。
- 私钥从不发送到远程服务器，但ssh客户端（在本地服务器上运行）使用用户的私钥向远程ssh服务器进行身份验证。
6.多地址
当p2p网络中的节点共享其联系信息时，他们会发送一个包含网络地址和peer id的多地址（multiaddress）。
节点多地址的peer id表示如下：
/p2p/l2D3KooWBu3fmjZgSMLkQ2plDG35UmEayYBrhsk6WEelxcolJFbV
多地址的网络地址表示如下：
/ip4/192.158.1.23/tcp/1234
节点的完整多地址就是peer id和网络地址的组合：
/ip4/192.158.1.23/tcp/1234/p2p/l2D3KooWBu3fmjZgSMLkQ2plDG35UmEayYBrhsk6WEelxcolJFbV