计算机网络W7:P2P/CDN/socket

P2P architecture

对等：所有的节点既可能是client也可能是server。

examples:

• file distribution(Bit Torrent)
• server transmission/client/clients【设一共有NF个bits,最终目的是让每一个client都有一个F】

$\sum u_i$，随着客户端数量的增大，上传负载增大，但是同时server端的服务能力也增大；

$D_{p2p}\ge max{F/u_s,F/d_{min},NF/(u_s+\sum u_i)}$

注意这里的下界是理论上最小的，但是实质上需要思考的是如何并行，可以做到逼近下界。

v.s. CS 架构【数据来源仅仅是server端】

随着客户端数量的增大，上传负载增大，但是负载不会被分担。

P2P file distribution: BitTorrent

peer

1. 哪些可以使用？[可供数据交换]

2. 一个大的数据包被划分成chunk，但是chunk有可能是被损坏的，如何检查chunk是否是完整的?

   计算块的哈希值【默克尔的】

   P2P保证块的完整性

3. 如何拿到完整的以后不再贡献带宽，即如何保证不打边撤就走?

   IPFS：激励机制，使用激励机制来完成，可以避免节点自私的离开。[星际文件]

   结对条件/协议设计条件：索取的时候即一定要付出。

Bit Torrent预防问题3的技术手段：[一报还一报/投桃报李]

• 某个peer维护其拿数据最快的4个邻居节点[跟自己的速率匹配，且是最快的4个伴侣top4]，同样，也它的数据也给其邻居节点发送。
• 这4个伴侣会与alice相互交换。
• 即拿数据时结成对子。

当节点的速率发生变化时：

​ 以固定的时间间隔检验是否节点速率发生变化；

​ 每固定的时间间隔随机选4个邻居外的另外一个[测别的邻居]，如果好，则进行邻居的迭代与淘汰。

我永远都在寻找与我速率最匹配的4个人。

最稀缺优先

当一块数据我好几个邻居有，别的一块数据只有一个邻居有，这是我会把只有一个邻居有的拿过来。

对于整个网络来说，如果存储了相同的副本，实质上是没有较大意义的。

CDN 视频内容分发网络

• 像素：数据阵列
• 上下帧之间传输的可能只是差异[增量]

DASH协议

Dynamic,Adaptive,Streaming over HTTP

• server:

  • divides video file into multiple chunks
  • Each Chunk stored, encoded at different rates
  • manifest file:

• client:

  • 周期性测量带宽
  • 等

• what is related to HTTP:

  ​ client端

  • when to request chunk：缓存机制
  • What编码速率(拿什么)
  • 哪里去拿:看那个清单

内容分发网

• 深入：视频服务器深入到各个ISP的网络中
• 邀请做客：IXP(internet exchange point)。
• 不是单点的，而是部署在离用户较近的点。

OOT

CDN遇到的challenge

内容服务商

将内容爬下来/建倒排索引(key word)

搜索引擎/爱奇艺等都是内容提供商

socket programming /UDP /TCP

应用进程和传输进程交换的门

传输层的协议:UDP(不可靠的报文:摸着石头过河)/TCP(3次握手，面向连接的可靠的，建桥先)

Socket 编程：不同机器(终端)上的两个进程间的相互通讯

CS机构下，两台机器上两个进程

1. client端读取数据发给server
2. server端转换成大写
3. 大写发给client
4. client展示到屏幕

UDP 过程

• sender直接通过receiver的IP和端口号进行发送

• 接收者收到数据发送回去时，IP和端口从收到的报文(sender发送的)中解析出来。

  没有连接的知道对方的过程

• Client：主动发起连接

from socket import *
serverName='hostname'
serverPort=##1024以后的不保留，随便选
clientSocket=socket()
message=raw_input()
clientSocket.sendto()
##发送，是不同进程上交互的过程
modifiedMessage,serverAddress=
print()
##UDP server
serverPort=#注意这里的socket的端口号要约定好
serverSocket=
serverSocket.bind()
#busy loop():
	message,clientAddress=##地址解析出来

TCP过程

1. 建立连接，server端监听
2. client 建立TCP连接
3. 允许server同时与多个client端进行交互

注意TCP和UDP的差别

• ​ server先建立连接，监听
  • server端先运行，一个程序先运行
• client发起连接，server accept，相当于socket建立，连接建立完成
• 通过连接，在连接的socket上发送消息
• 两端都需要关闭。

##TCPClinet
SOCK_STREAM
serverName=
ServerPort=
AF_INET#ipv4
connet((serverName,ServerPort))
#没有servername：IP地址也可以
#建立连接：发送，接受，print，

##TCPServer
serverSocket.listen(1)
循环:
  接受
  拿数据
  大写
  发送回去
关闭

一台机器即可以做client也可以做server，利用机器上的网卡交换信息，此时只要约定一个端口号，即在本地完成。

TCP程序一定要让server先运行起来！

也可以运行多个client端，但每个client端要注意区分?

即TCP的一对多。

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