P2P技术概述（一）：颠覆传统的分布式网络
你是否厌倦了网络延迟和数据泄露？今天，让我们一起探索P2P（Peer to Peer，点对点）技术的奥秘。它是一种分布式网络架构，其中每个交互实体（称为对等体）都拥有同等的特权与能力，共同构建一个去中心化的节点网络。
日常应用中，无论是桌面、移动还是网页端，大多采用单机或C/S架构。单机架构暂不讨论。C/S架构中，C代表客户端（client），S代表服务端（server），通常服务端集中、客户端分散，由客户端发起连接。其抽象模型如下图：
在NAPT[1]无处不在的今天，这种架构是服务商最简单首选。优点：简单易管理；缺点：Server端集中，成为系统风险与瓶颈。而P2P架构的优缺点正好相反。
P2P的两大核心特性
点对点
点对点最大优势是提升实时性。在C/S架构中，两个Client通信需经服务器转发，延长了路径，且Server易成瓶颈和信息泄露点。例如，实时视频通话或大型文件共享，直连模式能大幅降低延迟，提升效率。
分布式
分布式优势在于增强数据安全性。C/S架构中敏感数据集中存储于Server，而P2P架构数据分散在各对等体，并相互备份，避免了单点故障。
这两大特性催生了两大神级应用：WebRTC[2]和IPFS[3]，后续文章我们将深入解析它们的应用场景与原理。
P2P最大挑战：如何穿透无处不在的NAPT？了解P2P特性后，我们直面其核心难题。
NAPT[1]最初为解决IPv4地址不足而生。关键特性：NAPT后设备使用NAT网关地址与外界通信，若不主动联系，外界无法感知。这在C/S架构中运行良好，客户端位于NAT后，服务端在公网。但对P2P应用，这成了一道必须跨越的高墙：如何让NAT后的设备互访？
NAT网关通常由防火墙承担，上图用防火墙图标表示。它会拒绝所有主动访问内网设备的流量，除非内网设备先访问外部，网关才放行回复流量。
对于P2P应用，由于NAPT普及，对等体大多位于NAT后，导致无法被外部发现，互访请求会被对方NAT网关拒绝。克服此困难的基础技术是NAT打洞（即NAT穿透或内网穿透）。WebRTC创建了pion[4]项目提供解决方案，IPFS则推出libp2p[5]项目开源技术。
笔者近期专注研究pion，它遵循IETF标准，兼容性强。后续文档将优先介绍pion相关技术。待深入研究libp2p后，再另文详述。
P2P概述至此先告一段落。本文简要提及了相关技术，后续将推出一系列文章深入讲解，初步规划章节：NAT原理及分类；NAT会话穿越工具STUN；使用中继技术实现NAT穿越TURN；交互式连接建立ICE；体验WebRTC。
另需强调：以上及后续章节主要针对广域网（互联网）下的P2P应用。还有一些P2P应用专为局域网设计，如阿里云开源的快速文件分发工具Dragonfly[6]。
参考链接：[1] https://baike.baidu.com/item/NAPT/61086968?fr=aladdin [2] https://webrtc.org/ [3] https://ipfs.tech/ [4] https://github.com/pion [5] https://github.com/libp2p [6] https://github.com/dragonflyoss/Dragonfly2
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