《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
|
|
| 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