《P2P系統(tǒng)及其應(yīng)用》教學(xué)大綱
課程名稱：
| P2P系統(tǒng)及其應(yīng)用
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課程編號(hào)：
| 420416
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適用專業(yè)：
| 網(wǎng)絡(luò)工程
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課程類別：
| 專業(yè)任選課
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課程學(xué)分：
| 2
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總學(xué)時(shí)：
| 36
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其中：理論學(xué)時(shí)
| 28
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實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)
| 8
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先修課程：
| 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)
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一、課程的性質(zhì)、目的與任務(wù)
P2P網(wǎng)絡(luò)是分布式系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的產(chǎn)物，它在應(yīng)用領(lǐng)域和學(xué)術(shù)界獲得了廣泛的重視和成功，被稱為“改變Internet的新一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)”。
《P2P系統(tǒng)及其應(yīng)用》課程是網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的一門專業(yè)任選課。通過本課程的教學(xué)向?qū)W生介紹P2P網(wǎng)絡(luò)的基本概念、基本原理和主要技術(shù)，使學(xué)生能夠理解和掌握P2P網(wǎng)絡(luò)的基本原理和P2P系統(tǒng)的主要應(yīng)用，了解P2P網(wǎng)絡(luò)的最新技術(shù)和最新發(fā)展動(dòng)態(tài)。
通過本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生達(dá)到:
1．掌握P2P網(wǎng)絡(luò)的基本概念、基本原理和主要技術(shù)；
2．掌握P2P網(wǎng)絡(luò)的三代典型應(yīng)用系統(tǒng)，理解P2P網(wǎng)絡(luò)的核心機(jī)制和增強(qiáng)機(jī)制；
3．了解P2P網(wǎng)絡(luò)的最新技術(shù)和最新發(fā)展動(dòng)態(tài)。
二、課程教學(xué)基本內(nèi)容與要求
第一章 P2P網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)介（2課時(shí)）
（一）基本教學(xué)內(nèi)容
（1）什么是P2P網(wǎng)絡(luò)；
（2）P2P網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷程；
（3）為什么需要P2P網(wǎng)絡(luò)；
（4）P2P網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)；
（5）P2P網(wǎng)絡(luò)的各種應(yīng)用。
（二）基本要求
教學(xué)目的：了解什么是P2P網(wǎng)絡(luò)，了解P2P網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷程，了解P2P網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)和各種應(yīng)用。
教學(xué)重點(diǎn)：什么是P2P網(wǎng)絡(luò)，P2P網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，P2P網(wǎng)絡(luò)的各種應(yīng)用。
教學(xué)難點(diǎn)：無。
第二章 第一代P2P網(wǎng)絡(luò)： 混合式P2P體系（2課時(shí)）
（一）基本教學(xué)內(nèi)容
（1）Napster出現(xiàn)的背景和它創(chuàng)造的奇跡；
（2）Napster網(wǎng)絡(luò)的工作原理；
（3）Napster的性能分析；
（4）Napster的隕落和它的現(xiàn)狀；
（5）Napster的缺陷和新的混合式P2P網(wǎng)絡(luò)；
（6）BitTorrent的曲折歷史；
（7）BitTorrent體系原理；
（8）BitTorrent分片機(jī)制；
（9）BitTorrent阻塞算法；
（10）BitTorrent性能分析；
（11）BitTorrent體系總結(jié)；
（12）第一代P2P網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)。
（二）基本要求
教學(xué)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網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)。
教學(xué)重點(diǎn)：Napster和BitTorrent的工作原理，Napster和BitTorrent的性能分析，第一代P2P網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)。
教學(xué)難點(diǎn)：Napster和BitTorrent的工作原理，Napster和BitTorrent的性能分析。
第三章 第二代P2P網(wǎng)絡(luò)： 無結(jié)構(gòu)P2P體系（2課時(shí)）
（一）基本教學(xué)內(nèi)容
（1）Gnutella——純分布式無結(jié)構(gòu)P2P網(wǎng)絡(luò)；
（2）KaZaA——基于超結(jié)點(diǎn)的無結(jié)構(gòu)P2P網(wǎng)絡(luò)；
（3）eDonkey/eMule——分塊下載的雙層無結(jié)構(gòu)P2P網(wǎng)絡(luò)；
（4）Freenet——自由、安全、匿名的無結(jié)構(gòu)P2P網(wǎng)絡(luò)；
（5）無結(jié)構(gòu)P2P網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)。
（二）基本要求
教學(xué)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；理解無結(jié)構(gòu)P2P網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)。
教學(xué)重點(diǎn)：Gnutella和KaZaA的工作原理；Freenet的基本原理；無結(jié)構(gòu)P2P網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)。
教學(xué)難點(diǎn)：Gnutella和KaZaA的工作原理；Freenet的基本原理；無結(jié)構(gòu)P2P網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)。
第四章第三代P2P網(wǎng)絡(luò)：結(jié)構(gòu)化P2P體系（3課時(shí)）
（一）基本教學(xué)內(nèi)容
（1）Chord與CFS——簡(jiǎn)單、精確的環(huán)形P2P網(wǎng)絡(luò)；
（2）CAN——簡(jiǎn)單、容錯(cuò)的多維空間P2P網(wǎng)絡(luò)；
（3）Tapestry與OceanStore——廣域的超立方體結(jié)構(gòu)P2P網(wǎng)絡(luò)；
（4）Pastry與PAST——容錯(cuò)的混合式結(jié)構(gòu)P2P網(wǎng)絡(luò)；
（5）其他著名結(jié)構(gòu)化P2P網(wǎng)絡(luò)——Kademlia、SkipNet等；
（6）常數(shù)度P2P模型——Viceroy、Koorde和Cycloid等；
（7）結(jié)構(gòu)化P2P網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)與分析。
（二）基本要求
教學(xué)目的：理解Chord與CFS的工作原理，理解CAN、Tapestry與OceanStore的工作原理；理解Pastry與PAST的基本原理；了解其他著名結(jié)構(gòu)化P2P網(wǎng)絡(luò)；理解結(jié)構(gòu)化P2P網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)與分析。
教學(xué)重點(diǎn)：各種典型結(jié)構(gòu)化P2P系統(tǒng)的工作原理；結(jié)構(gòu)化P2P網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)與分析。
教學(xué)難點(diǎn)：各種典型結(jié)構(gòu)化P2P系統(tǒng)的工作原理；結(jié)構(gòu)化P2P網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)與分析。
第五章P2P應(yīng)用體系和應(yīng)用軟件（4課時(shí)）
（一）基本教學(xué)內(nèi)容
（1）P2P應(yīng)用清單；
（2）文件共享；
（3）多媒體傳輸；
（4）實(shí)時(shí)通信和協(xié)同工作；
（5）分布式數(shù)據(jù)存取；
（6）分布式計(jì)算；
（7）P2P搜索引擎；
（8）其他應(yīng)用介紹。
（二）基本要求
教學(xué)目的：了解P2P應(yīng)用清單；理解文件共享的基本原理；理解多媒體傳輸?shù)幕驹?；理解?shí)時(shí)通信和協(xié)同工作的基本原理；理解分布式數(shù)據(jù)存取的基本原理；理解分布式計(jì)算的基本原理；理解P2P搜索引擎的基本原理；了解P2P其他應(yīng)用。
教學(xué)重點(diǎn)：文件共享；多媒體傳輸；實(shí)時(shí)通信和協(xié)同工作；分布式數(shù)據(jù)存??；分布式計(jì)算；P2P搜索引擎。
教學(xué)難點(diǎn)：文件共享；實(shí)時(shí)通信和協(xié)同工作；分布式計(jì)算；P2P搜索引擎。
第六章P2P核心機(jī)制（4課時(shí)）
（一）基本教學(xué)內(nèi)容
（1）覆蓋網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；
（2）分布式散列表；
（3）路由和定位；
（4）查詢和搜索；
（5）動(dòng)態(tài)結(jié)點(diǎn)算法；
（6）容錯(cuò)性。
（二）基本要求
教學(xué)目的：理解覆蓋網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、路由與定位；理解查詢和搜索；理解動(dòng)態(tài)結(jié)點(diǎn)算法；理解容錯(cuò)性。
教學(xué)重點(diǎn)：覆蓋網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；路由和定位；查詢和搜索；動(dòng)態(tài)結(jié)點(diǎn)算法。
教學(xué)難點(diǎn)：路由和定位；查詢和搜索；動(dòng)態(tài)結(jié)點(diǎn)算法。
第七章P2P增強(qiáng)機(jī)制（4課時(shí)）
（一）基本教學(xué)內(nèi)容
（1）P2P系統(tǒng)的性能；
（2）復(fù)制與緩存；
（3）分片；
（4）負(fù)載均衡、異構(gòu)性與熱點(diǎn)問題；
（5）拓?fù)湟庾R(shí)和一致性問題；
（6）匿名、聲譽(yù)和信任；
（7）P2P安全問題。
（二）基本要求
教學(xué)目的：理解P2P系統(tǒng)的性能分析；理解P2P系統(tǒng)復(fù)制與緩存和分片的原理；理解負(fù)載均衡、異構(gòu)性與熱點(diǎn)問題；理解拓?fù)湟庾R(shí)和一致性問題；理解匿名、聲譽(yù)和信任等安全問題。
教學(xué)重點(diǎn)：P2P系統(tǒng)復(fù)制與緩存和分片的原理；負(fù)載均衡、異構(gòu)性與熱點(diǎn)問題；拓?fù)湟庾R(shí)和一致性問題；匿名、聲譽(yù)和信任等安全問題。
教學(xué)難點(diǎn)：P2P系統(tǒng)復(fù)制與緩存和分片的原理；負(fù)載均衡、異構(gòu)性與熱點(diǎn)問題；拓?fù)湟庾R(shí)和一致性問題；匿名、聲譽(yù)和信任等安全問題。
第八章P2P模擬與仿真（4課時(shí)）
（一）基本教學(xué)內(nèi)容
（1）P2P模擬器的設(shè)計(jì)意義和準(zhǔn)則；
（2）經(jīng)典的網(wǎng)絡(luò)模擬器與拓?fù)洚a(chǎn)生器；
（3）P2P模擬器；
（4）全球網(wǎng)絡(luò)服務(wù)仿真平臺(tái)PlanetLab。
（二）基本要求
教學(xué)目的：理解P2P模擬器的設(shè)計(jì)意義和準(zhǔn)則；理解經(jīng)典的網(wǎng)絡(luò)模擬器與拓?fù)洚a(chǎn)生器；理解常用的P2P模擬器。
教學(xué)重點(diǎn)：經(jīng)典的網(wǎng)絡(luò)模擬器與拓?fù)洚a(chǎn)生器；P2P模擬器。
教學(xué)難點(diǎn)：經(jīng)典的網(wǎng)絡(luò)模擬器與拓?fù)洚a(chǎn)生器；P2P模擬器。
第九章P2P的現(xiàn)狀和未來（2課時(shí)）
（一）基本教學(xué)內(nèi)容
（1）P2P的主要研究組織；
（2）P2P的重要國際會(huì)議和刊物；
（3）P2P的主要商業(yè)模式；
（4）P2P與其他領(lǐng)域的融合；
（5）P2P的未來。
（二）基本要求
教學(xué)目的：了解P2P的主要研究組織；了解P2P的重要國際會(huì)議和刊物；了解P2P的主要商業(yè)模式；了解P2P與其他領(lǐng)域的融合；了解P2P的未來。
教學(xué)重點(diǎn)：無。
教學(xué)難點(diǎn)：無。
三、課程各章節(jié)學(xué)時(shí)分配
章節(jié)
| 內(nèi)容
| 理論學(xué)時(shí)
| 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)
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第1章
| P2P網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)介
| 2
|
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第2章
| 第一代P2P網(wǎng)絡(luò)： 混合式P2P體系
| 2
| 2
|
第3章
| 第二代P2P網(wǎng)絡(luò)： 無結(jié)構(gòu)P2P體系
| 2
| 2
|
第4章
| 第三代P2P網(wǎng)絡(luò)：結(jié)構(gòu)化P2P體系
| 3
| 2
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第5章
| P2P應(yīng)用體系和應(yīng)用軟件
| 4
| 2
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第6章
| P2P核心機(jī)制
| 4
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第7章
| P2P增強(qiáng)機(jī)制
| 4
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第8章
| P2P模擬與仿真
| 4
| 4
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第9章
| P2P的現(xiàn)狀和未來
| 2
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| 全書綜合講解
| 1
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合計(jì)
| 28
| 8
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四、本課程課外學(xué)習(xí)與修學(xué)指導(dǎo)
（1）該課程是比較難學(xué)的課程，因此要多參考相關(guān)書籍，多實(shí)踐，加深對(duì)知識(shí)的理解；
（2）為了進(jìn)一步理解P2P系統(tǒng)及其應(yīng)用的原理知識(shí)，需復(fù)習(xí)鞏固計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等方面的知識(shí)。
五、本課程成績的考查方法及評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)
考核方式：閉卷考試。
成績?cè)u(píng)定方法：本課程的考核是平時(shí)成績和期終考試成績相結(jié)合，理論成績與實(shí)驗(yàn)成績相結(jié)合。具體比例為：平時(shí)占20%，實(shí)驗(yàn)占20%，期末考試成績占60%。
其中期未考試總分100分，基礎(chǔ)題占50%，中等難度題占40%，較難題占10%?？荚囶}型主要有：選擇題、填空題、簡(jiǎn)答題、計(jì)算題、算法題、分析題、綜合應(yīng)用題等。
六、教材及參考書
教材：陳貴海主編，對(duì)等網(wǎng)絡(luò)：結(jié)構(gòu)、應(yīng)用與設(shè)計(jì).北京：清華大學(xué)出版社，2007
主要參考書：
管磊編著，P2P技術(shù)揭秘——P2P網(wǎng)絡(luò)技術(shù)原理與典型系統(tǒng)開發(fā).北京：清華大學(xué)出版社,2010
大綱撰寫人：劉浩
大綱審閱人：彭智朝
教學(xué)副主任：易葉青
編寫日期：2012.6
