趙 飛

（綏化學(xué)院，黑龍江 綏化 152061）

P2P技術(shù)在語言實(shí)驗(yàn)室中的應(yīng)用

趙 飛

（綏化學(xué)院，黑龍江 綏化 152061）

本文介紹了當(dāng)前比較流行的P2P（Peer-to-Peer）技術(shù)，并分析了P2P技術(shù)與傳統(tǒng)的客戶機(jī)/服務(wù)器技術(shù)的區(qū)別與優(yōu)勢.同時(shí)將P2P技術(shù)引入到外語語言實(shí)驗(yàn)室，提出使用P2P技術(shù)構(gòu)架外語語言實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)想.最后分析了P2P技術(shù)使用在外語語言實(shí)驗(yàn)室的可行性，總結(jié)了P2P系統(tǒng)下的外語語言實(shí)驗(yàn)室的特點(diǎn).

P2P技術(shù)；客戶機(jī)/服務(wù)器技術(shù)；語言實(shí)驗(yàn)室

1 P2P簡介

P2P（Peer-to-Peer）對(duì)等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它是由物理上分散的主機(jī)之間，不經(jīng)過服務(wù)器等中繼設(shè)備而直接完成數(shù)據(jù)交換或服務(wù)交換的信息控制技術(shù).因此在P2P技術(shù)模式下弱化了服務(wù)器的概念，在這種技術(shù)所形成的網(wǎng)絡(luò)中，PC與PC直接連接，每臺(tái)獨(dú)立的PC既能利用網(wǎng)絡(luò)上其它PC共享的資源同時(shí)也為網(wǎng)絡(luò)中其他的PC提供共享資源，從而實(shí)現(xiàn)了資源的共享.現(xiàn)在中國網(wǎng)絡(luò)上比較流行的下載軟件——迅雷(Thunder)的核心部分之一便是應(yīng)用了P2P技術(shù)，在使用迅雷下載較大的視頻文件的時(shí)候，我們可以在連接信息中看到很多候選資源，而迅雷也是從多個(gè)候選資源同時(shí)進(jìn)行下載，最后將從多個(gè)候選資源下載來的視頻文件的不同部分合并成一個(gè)我們要下載的視頻文件.在下載這個(gè)視頻文件的過程中，我們既從這些PC候選資源中下載了不同的視頻部分，也為其它PC提供了它要下載的視頻部分.從而大大提高了下載的效率和網(wǎng)絡(luò)的利用率.

由于搭建P2P網(wǎng)絡(luò)的成本較低，網(wǎng)絡(luò)的連通性強(qiáng)大，資源共享方式多，同時(shí)因?yàn)闆]有服務(wù)器的存在，也就不存在服務(wù)器瓶頸問題.因此P2P技術(shù)也不只是用于資源共享，在對(duì)等計(jì)算、協(xié)同工作、實(shí)時(shí)通信、搜索引擎、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、文件交換、電子商務(wù)、智能Agent、網(wǎng)絡(luò)游戲、網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)等很多領(lǐng)域也已經(jīng)被廣泛應(yīng)用.

2 P2P工作模型與C/S工作模型的優(yōu)勢

C/S（Client/Server）客戶機(jī)/服務(wù)器模式是現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的主要模型，在C/S模型當(dāng)中整個(gè)網(wǎng)絡(luò)都依賴服務(wù)器（Server），用戶所使用的客戶端（Client）只能從服務(wù)器上獲得各種服務(wù)和資源，而用戶之間的通信也要通過服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā).這樣很多個(gè)客戶機(jī)連接到一個(gè)服務(wù)器的工作方式具有如下優(yōu)點(diǎn)：

（1）集中的數(shù)據(jù)存貯與計(jì)算有利于網(wǎng)絡(luò)管理的實(shí)現(xiàn).

（2）應(yīng)用層不需要考慮路由問題.

（3）數(shù)據(jù)管理比較簡單.

但隨著互聯(lián)網(wǎng)用戶的增多，互聯(lián)網(wǎng)日漸龐大，這樣C/S模型則體現(xiàn)出了一些弊端如：由于互聯(lián)網(wǎng)的增大，服務(wù)器容量無法滿足日益增長的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量.由于帶寬的限制，服務(wù)器無法支持大量多媒體訪問請(qǐng)求，當(dāng)請(qǐng)求過多時(shí)會(huì)造成擁塞，降低了多媒體服務(wù)的Qos.

P2P網(wǎng)絡(luò)模型是一種分布式系統(tǒng)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的地位都是對(duì)等的，沒有服務(wù)器的概念.每個(gè)節(jié)點(diǎn)即可是服務(wù)器為其他節(jié)點(diǎn)提供服務(wù)，同時(shí)也可以是客戶機(jī)從其他節(jié)點(diǎn)分享資源，因此P2P模型彌補(bǔ)了一些C/S模型的不足.其相比較C/S模型主要優(yōu)點(diǎn)有：

(1)資源利用率高.P2P可以利用參與節(jié)點(diǎn)中的閑散資源,所有節(jié)點(diǎn)的資源總和構(gòu)成了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的資源.

(2)不存在系統(tǒng)性能瓶頸.P2P是分布式系統(tǒng),弱化了服務(wù)器功能甚至取消了中央服務(wù)器,解決了系統(tǒng)性能瓶頸問題.

(3)有利于語義查詢.P2P基于內(nèi)容的尋址方式處于一個(gè)更高的語義層次,因?yàn)橛脩粼谒阉鲿r(shí)只需指定具有實(shí)際意義的信息標(biāo)識(shí)而不是物理地址,每個(gè)標(biāo)識(shí)對(duì)應(yīng)包含這類信息的節(jié)點(diǎn)集合.

(4)P2P中信息在節(jié)點(diǎn)間直接流動(dòng),高速及時(shí),降低了中轉(zhuǎn)服務(wù)成本.

(5)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載平衡,可擴(kuò)展性好.P2P中任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)可以互為服務(wù)器/客戶機(jī),即使只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)存在,網(wǎng)絡(luò)也是活動(dòng)的.

3 P2P技術(shù)在外語語言實(shí)驗(yàn)室中的應(yīng)用

3.1 基于P2P技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)外語教學(xué)系統(tǒng)

根據(jù)上面的分析比較，P2P技術(shù)應(yīng)用于外語語言實(shí)驗(yàn)室是可行的，現(xiàn)在所使用的大部分外語教學(xué)實(shí)驗(yàn)室都是基于C/S模型開發(fā)的，如綏化學(xué)院正在使用的卓越電子開發(fā)的DM2型外語語言實(shí)驗(yàn)室，全部的學(xué)生終端都是連接在教師主機(jī)上，教師主機(jī)則成為了服務(wù)器，學(xué)生通過卓越DM2型終端瀏覽教師主機(jī)上的共享資源，完成通訊功能，即使是學(xué)生終端和學(xué)生終端的通信也要通過教師主機(jī).這樣一來對(duì)網(wǎng)絡(luò)和教師機(jī)的要求就很高，并且對(duì)教室的容量有很大限制，如果教室容量過大即學(xué)生終端數(shù)目過多則會(huì)造成網(wǎng)絡(luò)的擁塞或者教室機(jī)失去響應(yīng)等問題.但是如果使用純的P2P網(wǎng)絡(luò)，又很難實(shí)現(xiàn)教師機(jī)對(duì)學(xué)生終端的控制.因此我們可以考慮使用一個(gè)中心服務(wù)器來負(fù)責(zé)記錄共享信息即信息的索引，而把要共享的資源都分別存放在每個(gè)客戶機(jī)上.同時(shí)保證客戶機(jī)和客戶機(jī)之間可以有交互能力，服務(wù)器和客戶機(jī)之間也擁有交互能力.這樣我們既實(shí)現(xiàn)了中心管理，又解脫了教師機(jī)，使教師機(jī)不會(huì)因?yàn)樵L問量過大而失去響應(yīng)，同時(shí)也減輕了網(wǎng)絡(luò)的負(fù)擔(dān).但是由于其仍是中心管理模式，其中心服務(wù)器容易受到直接攻擊的問題仍然存在.

根據(jù)上面的思想，我們可以將整個(gè)系統(tǒng)分為幾個(gè)模塊：

（1）教學(xué)管理模塊：它是為其他模塊提供服務(wù)的公共應(yīng)用程序.例如：卓越DM2型外語語言實(shí)驗(yàn)室中的教學(xué)管理系統(tǒng).此模塊最主要的功能就是共享信息的索引學(xué)生和教師間可以共享教學(xué)資源,對(duì)這些資源的登記和建立索引以便于文件的檢索.每一條索引包括傳輸通道的IP地址/端口號(hào)、資源的命名和簡單的描述.這里與卓越DM2系統(tǒng)就有了很大的區(qū)別，而不再是通過教師機(jī)去共享資源.此模塊還有其他的一些功能如：用戶認(rèn)證，權(quán)限管理，系統(tǒng)維護(hù)等.我們可以將教學(xué)管理模塊放在中心服務(wù)器上，除了完成以上的功能外，它還是P2P連通的關(guān)鍵，因此中心服務(wù)器應(yīng)通過IP地址實(shí)現(xiàn)直接訪問.

（2）多媒體網(wǎng)絡(luò)教室系統(tǒng)模塊：它的主要功能是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)虛擬教室.由于學(xué)生和教師各自的行為模式不同，又可以把多媒體網(wǎng)絡(luò)教室系統(tǒng)模塊分為兩個(gè)不同的終端既學(xué)生終端和教師終端.這兩個(gè)終端共同功能是音視頻信號(hào)的采集、壓縮編碼、媒體流的網(wǎng)絡(luò)傳輸和接收、解碼、音視頻的播放等實(shí)時(shí)多媒體功能.不同之處在于,教師終端產(chǎn)生的多媒體數(shù)據(jù)報(bào)和電子白板的“板書”數(shù)據(jù)在缺省下是以UDP組播的方式發(fā)送給在線的本班學(xué)生.這樣一來則增加了課堂的靈活性.

（3）文件共享模塊：這個(gè)模塊和其他的P2P系統(tǒng)中的是一樣的，主要功能是提供文件的上傳和下載，并且在上傳和下載的過程中提供加密和安全機(jī)制.系統(tǒng)可以采用RTP協(xié)議，此協(xié)議在傳送的數(shù)據(jù)包內(nèi)有時(shí)間標(biāo)簽的包序號(hào)和編碼方式等，這樣可以實(shí)現(xiàn)多媒體流的實(shí)時(shí)傳輸.也就保證了學(xué)生和教師之間的語音信息的實(shí)時(shí)傳輸，保證了教師和學(xué)生之間的對(duì)話.

3.2 P2P外語網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的特點(diǎn)

P2P網(wǎng)絡(luò)比起C/S網(wǎng)絡(luò)在外語教學(xué)中的特點(diǎn)，就是網(wǎng)絡(luò)更加具有靈活性，主要體現(xiàn)在：

（1）使課程更加的生動(dòng).在P2P網(wǎng)絡(luò)中可以充分的利用文字、圖像、聲音、動(dòng)畫、視頻等一系列的多媒體技術(shù)，使得抽象的理論知識(shí)更加的具體化、形象化.這樣學(xué)生就更容易理解這些理論性的新知識(shí)，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.這樣也就達(dá)到了課程更加的生動(dòng).

（2）學(xué)生更加的主動(dòng).在P2P網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境中弱化了教師與學(xué)生的角色地位，使教師由一個(gè)發(fā)號(hào)施令的角色轉(zhuǎn)化成為一個(gè)指導(dǎo)的角色，而學(xué)生同樣由一個(gè)被動(dòng)的聽從命令的角色轉(zhuǎn)化為一個(gè)積極主動(dòng)參與的角色.再通過學(xué)習(xí)資源的共享，學(xué)生可以根據(jù)自身的需要進(jìn)行選擇.學(xué)生由以前被動(dòng)聽從命令的學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化為主動(dòng)自愿的學(xué)習(xí).

（3）師生間也更容易產(chǎn)生互動(dòng).在P2P網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境中，網(wǎng)絡(luò)的即時(shí)雙向信息交流的特點(diǎn)，使教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生中的兩個(gè)或多個(gè)參與者即時(shí)連接在一起.這種即時(shí)性使得教師和學(xué)生之間更容易產(chǎn)生互動(dòng)，使得課堂更加的生動(dòng)有趣.

這些決定了P2P網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的教學(xué)過程具有以下特點(diǎn):教學(xué)的開放性、學(xué)習(xí)過程的交互性、學(xué)習(xí)內(nèi)容選擇的個(gè)性化和自主性、教學(xué)形式的多樣性.這些特點(diǎn)恰恰迎合了以人為本和素質(zhì)教育的精神.

〔1〕許松.基于混合式P2P網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的研究與設(shè)計(jì) [J]. 電腦知識(shí)與技術(shù)，2009，5（19）：5109.

〔2〕朱曉姝.高職網(wǎng)絡(luò)專業(yè)P2P技術(shù)的教學(xué)與實(shí)踐[J].遼寧大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2009（2）：162.

〔3〕段嫚娟,付相君.基于P2P系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)外語教學(xué)技術(shù)分析[J].外語電化教學(xué)，2005（12）：27.

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