一、 引言

近幾年，對等式網(wǎng)絡模型P2P開始受到重視，成為近的技術熱點。P2P即Peer to Peer，稱為對等連接或對等網(wǎng)絡，它與傳統(tǒng)的客戶端/服務器（C/S）或瀏覽器/服務器（B/S）模式相比，的不同是降低了對服務器的依賴，在P2P網(wǎng)絡中各Peer之間的關系是對等的，Peer同時具有Client和Server的特點。它們可以直接通信，進行文件傳輸，無需依賴集中式服務器或資源就可完成。

P2P技術將在網(wǎng)絡尤其是寬帶網(wǎng)絡方面具備強大的應用潛力，2002 legend world大會上中科院計算機所的李國杰所長對P2P技術與網(wǎng)格技術的融和做出了非常有遠見的預測，國外P2P網(wǎng)絡流量占據(jù)了整個網(wǎng)絡流量的40％，國外P2P網(wǎng)絡注冊用戶超過3億以上這些都是有力的證據(jù)，從試驗科學的角度來看，P2P技術是因為解決了互聯(lián)網(wǎng)模型中的弱鏈接模塊的信息傳遞這個障礙，使得互聯(lián)網(wǎng)的信息流動更加通暢才使他具備了這樣強大的生命力和應用前景。

目前，P2P 技術的應用主要是在文件共享和即時通訊方面這兩個方面。所謂即時通訊，其實指的就是諸如OICQ、ICQ等被稱為在線聊天的軟件。從某種意義上說，由于版

權的限制，即時通訊應用將超過文件共享應用，成為P2P的大應用。我基于JXTA（JXTA將在第二節(jié)作詳細介紹）設計了一個簡單的P2P 即時通信系統(tǒng)，它可以實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)上任意兩臺主機之間的直接連接，不僅可以隨時知曉對方在線與否，而且交流雙方的通訊完全是點對點進行，不依賴服務器的性能和網(wǎng)絡帶寬，它為開發(fā)更多的P2P應用提供了基礎。由于Java為網(wǎng)絡編程提供了很好的支持和優(yōu)化，并且是跨平臺的，可移植性好，因此，我們選用Java作為開發(fā)語言。

二、 JXTA簡介

由于P2P應用軟件的前景看好，各大軟件公司都在競相開發(fā)P2P的軟件開發(fā)產品，Sun的JXTA就是其中的一個。使用JXTA開發(fā)技術，軟件開發(fā)人員可以開發(fā)出基于Java語言的P2P的應用軟件。JXTA技術是一組開發(fā)式的協(xié)議，它們能夠連接網(wǎng)絡中的任何設備，從手提電話、無線PDA到臺式電腦，讓它們協(xié)同工作、共享資源。JXTA網(wǎng)絡里面的全部結點共同組成了一個虛擬網(wǎng)絡，里面的任何一個結點都能直接訪問其他的結點，即使那些結點是位于防火墻的背后。

1、 使用JXTA技術來開發(fā)分布式計算軟件，可以實現(xiàn)以下功能：

（1） 能夠直接跟防火墻之后的其他結點連接；

（2） 簡易的共享文檔資料；

（3） 得到網(wǎng)絡上包含的信息的簡要目錄；

（4） 建立結點群組來提供定制的服務；

可以在遠端監(jiān)視某個結點的行為。

2、 JXTA的軟件結構分為以下三層（如圖1所示）

（1）層（JXTA Core）：它包含了服務所需要的功能，這一層封裝了根本的東西，包括Peer、對等組、Peer發(fā)現(xiàn)、Peer通信、Peer監(jiān)視和相關的安全原語。

（2）服務層（JXTA Service）：它提供了訪問JXTA協(xié)議的接口，這一層包括了對于P2P網(wǎng)絡不是必需的、但很通用的功能，如查找、共享、索引、代碼緩存和內容緩存的機制。

（3）應用層（JXTA Application）：它使用服務來訪問JXTA網(wǎng)絡和JXTA提供的功能。這一層包括了應用JXTA服務卡發(fā)出來的完整的P2P應用程序，例如myJXTA ,JXTA-CAD等應用程序。

圖1 JXTA的層次結構

三、 結構設計

1、 總體介紹

本系統(tǒng)是一個建立在基于JXTA的P2P網(wǎng)絡之上的即時通信軟件，它的功能類似于我們目前常常用到的即時通信軟件，如OICQ、ICQ和MSN等。即時通信系統(tǒng)分為發(fā)送（sender）、中繼轉發(fā)（traNSfer）和接收（receiver）三部分。當transfer啟動時加入P2P網(wǎng)絡，并且在P2P網(wǎng)絡中發(fā)布提供即時通信服務的通告。Sender加入P2P網(wǎng)絡，通過查找P2P網(wǎng)絡通告尋找提供服務的transfer，選擇transfer形成P2P網(wǎng)絡通道。Sender在這個通道基礎上建立與目的端的SOCKET連接，將信息傳遞到receiver。傳遞的信息是用XML形式封裝的字節(jié)數(shù)組，數(shù)據(jù)被保存在XML文件中，由transfer解析出數(shù)據(jù)。通過通道中的各個transfer對信息進行加密及解密操作，實現(xiàn)sender和receiver之間的通信。當用戶運行該軟件時，會出現(xiàn)登陸界面，如圖2所示，如果用戶是次運行該程序，并沒有任何默認的設置，JXTA會彈出JXTA GUI 配置實用程序讓你進行一些強制的和可選的設置。當用戶輸入正確的用戶名和密碼之后，就會加入JXTA網(wǎng)絡，并啟動本機的JXTA服務，成為JXTA網(wǎng)絡中的一個Peer。

圖2系統(tǒng)通信過程示意圖

如圖2所示，A、B、P1、P2……P5都是存在于基于JXTA的P2P網(wǎng)絡中的Peer，其中的A希望與B建立連接進行通信，而B收到A發(fā)出的Advertisement并對其進行驗證，當驗證通過，則A與B之間建立Pipe，進行消息的傳遞。

2、 層次結構

系統(tǒng)主要分成三個部分：

l P2P網(wǎng)絡中的中繼轉發(fā)部分（transfer）

l 系統(tǒng)的發(fā)送部分（sender）

l 系統(tǒng)的接收部分（receiver）

（1）中繼轉發(fā)部分(transfer)

Transfer主要負責提供匿名通信的服務，接收sender不同類型的消息，對其信息進行解密操作并且傳遞到JXTA網(wǎng)絡中下一個Peer的transfer，如果是終結點PEER就首先建立與receiver的連接，然后將信息解密之后，再解析XML文件得到數(shù)據(jù)傳遞到receiver。然后再接收receiver不同類型的消息，對其信息進行加密操作并且傳遞到下一個Peer的transfer ，直到傳回到sender。在sender請求建立通道時，必須根據(jù)sender 請求信息判斷這個transfer是作為中間結點處理數(shù)據(jù)還是作為終結點處理數(shù)據(jù)，兩者的處理信息方式有很大區(qū)別。如果信息傳遞過程中出現(xiàn)問題，將出錯信息傳回receiver。

（2）發(fā)送部分（sender）

sender主要負責查找JXTA網(wǎng)絡中提供匿名通信服務的transfer，通過找到的transfer建立起一條基于P2P網(wǎng)絡的通道，然后就可以在這條通道上建立每一個SOCKET通話連接，這樣通過這條通道就可以傳遞不同類型的信息（請求建立通道、數(shù)據(jù)、請求結束通話、請求關閉通道、建立通道允許、結束通話允許、關閉通道允許以及出錯信息）。在接收到receiver傳遞過來的信息時，由于經(jīng)過加密得到的是密文，必須按照建立的P2P網(wǎng)絡路徑的順序進行解密，才能得到所需要的明文數(shù)據(jù)。在傳遞信息時，把需要傳遞的信息封裝成XML的格式，這樣在需要使用這些信息的transfer上就可以解析出所需要的數(shù)據(jù)，以便于進行下一步的操作。

（3）接收部分（receiver）

receiver主要負責在接收到P2P網(wǎng)絡中的transfer傳遞過來時的SOCKET連接請求時同意SOCKET連接，列出和自己建立連接的sender，通過選擇sender進行基于P2P網(wǎng)絡的信息傳遞。在接收到P2P網(wǎng)絡中的transfer傳遞過來時的SOCKET通話結束請求時關閉SOCKET連接，同時取消在列表中的sender，這樣receiver就無法與結束通話的sender再次取得聯(lián)系。在receiver關閉時，必須通知所有已經(jīng)與自己連接的sender，sender才可以關閉與這個receiver的連接。

3、 具體實現(xiàn)及代碼分析

由于篇幅所限，在本文中我只對系統(tǒng)中的中繼轉發(fā)部分進行介紹。

Transfer部分主要包括如下幾個重要的類：

（1）TRANSFER.CLASS

該類主要是繼承了SERVERSOCKET類，SERVERSOCKET類是用來寫服務器程序的類，所謂服務器程序，通常會監(jiān)聽某一個連接端口，如果有某一臺客戶端計算機發(fā)出聯(lián)機的請求，則服務器就必須做出一些反應。TRANSFER.CLASS除了繼承了SERVERSOCKET的創(chuàng)建服務器監(jiān)聽端口，接受連接，關閉連接的功能之外，還定義了自己的功能函數(shù)——transnext()，與下一個P2P網(wǎng)絡結點PEER

建立連接。

（2）NEWMSG.CLASS和PARSEMSG.CLASS

在信息傳遞的過程中，所有的數(shù)據(jù)都是以XML文件格式封裝的，將整個XML文件格式的信息作為整個字節(jié)數(shù)組byte[]進行加密和解密，在需要的結點PEER將字節(jié)數(shù)組的內容寫入到XML文件中，再使用XML的解析方法將需要的數(shù)據(jù)解析出來。關于XML文件部分的操作主要由NEWMSG.CLASS和PARSEMSG.CLASS完成，其中NEWMSG.CLASS主要是將收到的信息保存到XML文件中，而PARSEMSG.CLASS主要是解析出XML文件中需要的數(shù)據(jù)。

（3）JXTASHELL.CLASS

JXTASHELL.CLASS主要是使用JXTA創(chuàng)建P2P網(wǎng)絡中的點組，初始化點組，創(chuàng)建通告，發(fā)布通告。這個CLASS文件對搭建P2P網(wǎng)絡起了主要的作用。

下面是部分源代碼：

public void workdealwith(String m,String de){ //解析XML文件元素

try{

DOMParser parser=new DOMParser();

parser.parse(m+".xml"); //取得需要解析的XML文件

Document dom=parser.getDocument(); //dom為結點樹的根結點

NodeList games=dom.getElementsByTagName(de); //取得需要解析的元素

for (int i=0;i<games.getLength();i++){

Node anode=games.item(i);

NamedNodeMap attributes=anode.getAttributes();

contest=anode.getFirstChild().getNodeValue(); //得到元素de的值

for (int a=0;a<attributes.getLength();a++){

Node theattribute=attributes.item(a); //取得元素de的屬性

type=theattribute.getNodeValue(); //得到元素de的屬性的值

}

}

}catch(Exception e){}

}

四、 結束語

本文作者的創(chuàng)新點主要在于在JXTA架構的基礎上構建一個P2P的即時通信息通。利用P2P非中心性和動態(tài)性的特征為即時通信服務，在即時通信的過程中，在發(fā)送端對消息進行加密，在接收端再對加密的消息解密，消息在JXTA網(wǎng)絡中是以匿名方式的方式進行傳輸?shù)模箶?shù)據(jù)傳輸更加安全。傳遞的信息是用XML形式封裝的字節(jié)數(shù)組，數(shù)據(jù)被保存在XML文件中，由transfer解析出數(shù)據(jù)。通過通道中的各個transfer對信息進行加密及解密操作，實現(xiàn)客戶端和目的端之間的匿名通信。在系統(tǒng)的設計和實現(xiàn)過程中，對XML文件格式、JXTA技術、加密解密技術等等做了一定的了解。但是由于時間倉促，且實驗條件的限制，程序的在穩(wěn)定性方面仍然存在一定的問題，這有待于進一步開發(fā)和完善。