P2P网络线上心理咨询室的设计与开发

◆余熊峰 陈奇秀 李一凡 刘进芬

P2P网络线上心理咨询室的设计与开发

◆余熊峰 陈奇秀 李一凡 刘进芬

（南京工业大学浦江学院 江苏 210000）

传统的心理治疗有着治疗费用高、因相关资源短缺人均治疗时间较短、有效治疗效果差、治疗手段单一且大多心理药物副作用较大等缺点。该系统使用NAT穿透技术搭建P2P网络，实现线上的心理咨询，改变传统门诊方式，达到提到资源利用率的目标，提高人均治疗时间，强化治疗效果，使患者更全面地了解各种无药物治疗手段，本文介绍了P2P和网络在线聊天的相关理论和技术，描述了基于P2P线上心理咨询室的开发过程以及所具备的优势。

NAT穿透；P2P网络；无药物化治疗；线上心理咨询

随着计算机、互联网技术的迅速发展，许多行业逐渐改变传统的行业模式。其中也包括了医疗，心理医疗资源一向处于极度短缺的状态，特别是心理咨询服务资源匮乏，心理咨询师紧缺，并且国内各个区域资源分布不均收费昂贵。该系统是一种基于P2P网络的在线心理咨询室。用户不需要在线下去心理咨询室，只需要在家里拥有一台电脑，用户便能半自助解决自己的心理问题。线上心理咨询室的开发既方便了医生也方便了患者，患者不再需要前往心理咨询室，减少了车旅的费用与路程上花费的时间。在一定程度上加速了心理咨询室的全国普及。如此线上心理咨询室的建立对我国解决心理问题奠定了基础。在我国信息产业迅速发展的同时，线下的心理咨询室在中国幅员辽阔的现状下已显得不相适应，采用IT技术提高服务质量和心理咨询水平势在必行。

1 系统相关理论与技术

（1）P2P网络

P2P网络即对等网络[1]，是一种对等客户端的分布式架构，可以实现分配任务和工作负载的功能。同时，P2P网络是一种组网或者可以称之为网络形式，由计算模型在计算机的应用层形成。对等网络区别于当前的客户端-服务端的网络C/S结构的思想。他们之间的本质的区别是，P2P网络的整个结构中不存在中心节点（或中心服务器）。

在P2P的网络架构中，所有计算机连接成chord网络环形，都拥有相同的功能和地位，没有主次的分别，可作为服务器提供共享资源给P2P网络中其他计算机，也可作为客户端，接收“服务器”的资源。因此，整个P2P网络不需要依赖于专用的集中服务器，也不需要专用的工作站。P2P网络结构中的每一台计算机既可以作为网络服务的请求者，同时也可以对其他计算机的请求做出响应，并为他们提供资源、服务和内容。通常这些资源和服务包括：共享和交换信息、计算资源、共享存储、共享网络以及共享打印机等。P2P网络优势主要体现在六个方面：高性价比性，可扩展性，健壮性，非中心化，负载均衡和隐私保护。

（2）SpringBoot框架

SpringBoot[2]是在2013年由Pivotal团队开始进行开发的，并且在2014年发布出了第一个版本的框架。SpingBoot框架的开发是在Spring4.0的基础上所进行的，它不仅继承了Spring框架原本所拥有的特性，而且通过简化配置环境的操作进而简化了SpringBoot项目整个开发过程。同时还解决了依赖包版本冲突和引用的不稳定等重大问题。

（3）TCP协议与UDP协议

TCP和UDP协议是TCP/IP协议[3]的核心。TCP （Transmission Control Protocol）和UDP（User Datagram Protocol）协议属于传输层协议。其中的TCP协议提供IP数据的可靠性传输，而UDP提供的是不可靠传输。TCP通过使用面向连接、端到端和可靠的数据包发送，达到其可靠性的目的。详细地讲，它在开始数据传输前为需要发送的数据包开通一条专用性的通道，再开始进行数据发送和传输；它提供数据流传送、多路复用、全双工、有效流控和可靠性。UDP不提供差错恢复、可靠性以及流控功能。总体来说，TCP适用于对可靠性要求比较高的应用，而UDP适用的则是对可靠性要求较低应用，且经济上UDP相比于TCP开销更小。

3 基于P2P的线上心理咨询室的设计与开发

该系统采用idea开发环境，搭建Spring Boot框架，基于此进行前后端分离开发。使用Java语言进行后端开发，前端采用HTML+CSS+JavaScript技术设计。数据库使用的MySQL数据库[4]，通过JDBC连接数据库[5]。使用到P2P对等网络技术，实现网上的即时通讯，主要利于视频等大数据包的传输，每个用户都可作为一个服务器。例如：患者3在平台上咨询心理咨询师1，经过一段时间问诊后，心理咨询师得出病情病因并需要向患者发送相关的心理疗法视频或其他文件。这时患者3和心理咨询师1之间直接构建一条文件传输通道，心理咨询师1作为服务器，向患者传输数据，且不通过公共服务器，大大降低服务器负载。

图1 P2P对等网络架构

3.1 NAT穿透技术[6]实现

P2P对等网络是点对点的数据传输，绕过了公网服务器，所以需要使用到NAT穿透技术。本文设计的系统使用的是UDP穿透技术称为UDP打洞技术。

在没有穿透NAT之前，用户A和用户B之间通信是需要通过服务器的，用户A和用户B在登录上线后，在它们的UDP数据包中含有各自的私有IP地址和端口号。服务器在收到数据包的同时根据用户A与B的IP地址和端口号，记录下A、B的公网IP地址和端口号，这是经过NAT设备映射后的。在拆包时得到了A、B的私有IP地址和端口号，记录如下：

客户端A：私网地址 10.0.0.1 端口：4321 公网地址 155.99.25.11 端口：6200

客户端B：私网地址 10.1.1.3 端口：4321 公网地址 138.76.29.7 端口：3100

用户A想和用户B建立一个直接连接通道，用户A就向服务器发送一个请求包，请求服务器的协助，请求消息内包含了用户B的ID。服务器端收到请求后，就开始在数据库中查询并向A发送B的公有和私有地址信息的“打洞通知”，同样向B发送A的公有私有地址信息的“打洞通知”。它们收到通知消息后，分别向对方发送打洞 UDP 包（此 UDP 包不包含数据部分）。 A 和B 的 NAT 设备中建立起了与B和A相应的为对方建立一个映射项[7]。

当A、B之间发送的最后一个 UDP 包到达后，在A与B的NAT 间就建立了一个映射连接。A、B就能直接进行通讯，不再需要服务器了。

图2 UDP穿透技术后

3.2 功能模块设计

（1）基本信息管理模块：包括用户登录注册与维护用户信息的功能，每位用户，在刚登录平台时，需注册，输入自己信息，每名用户拥有自己独有的账号id与其对应的密码。在登录后，会给一份关于心理方面的测试，根据测试结果为不同的人提供不同的推荐及方案。

（2）搜索功能模块：在搜索框内输入需要查询的内容，包括用户查询与博客查询，输入相关内容的关键词，系统自动化进行搜索框内文字提取和模糊查询，并且向客户端返回搜索结果的视图，完成此次检索操作。

（3）P2P消息系统：此作为咨询室系统的主要功能，包含接收消息功能和发送消息功能。为了提供多语言支持，客户端与服务器端都使用 UTF8 字符编码，对于客户端输入的非UTF8编码的字符，进行字符集编码转换操作后再进行消息系统交互。

（4）P2P文件传输系统：该系统软件用户，很多时候都需要传输大文件，有几百 MB 甚至几个G，这个时候，如果通过公网中转，显然会拖慢整体的网速，同时文件传输速度也得不到保证，这个时候如果采取P2P的方式进行文件传输，则大大节约了网络资源，同时资源的安全性也能够得到保障。

（5）博客分享模块：每个账户拥有自己的独有的博客分享空间，博客内容可随意由自己编写，并且可以对博客的查看权限进行调整，博客内容可包含却不仅有：文字、视频、图片等。

（6）线上支付模块：支持患者网络线上二维码支付问诊费用，由相关专业心理咨询人员对患者病情进行诊断，并给予专业性建议，同时向患者推送相关治疗知识与视频等的治疗资源。

3.3 用户端设计

账户分为三类：病患、专业咨询师、超级管理员。其中病患账户在申请注册时，需要填写一份相关考察问卷，初步评定病情情况，为后续心理咨询师问诊环节提供诊断依据。不同的用户拥有的权限不同，只有满足系统权限[8]的用户才能进行对应操作。

3.4 线上心理咨询室优势

（1）系统性治疗方法的讲解，该项目可实现各种病症针对性长时间自助治疗，收录多种放松技巧，从而根治心理疾病。比如可将心理学上著名的行为认知疗法、冥想训练整理成视频，让患者拥有一个完整有效的治疗方案。

（2）改变传统门诊方式：对比于每年都在增长的心理疾病患病人数，心理医生人数却并没有相应增长，导致治疗资源稀少。医生每日的门诊病人数较多，分配给每名患者的治疗时间也就减少。走入诊断、简单开导、处方开药的流程，全流程时间一般处于10~30分钟。患者得不到有效治疗，同时心理疾病药物普遍存在副作用。在专业心理学上，医生并不建议轻度和部分中度患者使用并服用心理类治疗药物。可基于目前国内的行业情况，这种治疗已成为基本主流。该项目通过计算机网络技术搭建为医患交流网上咨询平台，患者通过医生分享的视频学习放松方法、了解心理知识，进行无药化自助治疗。

（3）线上咨询提升效率：在该项目提供的线上咨询问诊，患者可以在更短时间内完成挂号，问诊步骤。同时使得医生诊断的患者人数提升，缓解医疗资源紧张的情况。

（4）帮助患者走进心理门诊：国内社会对于心理疾病有着一定的歧视和嘲笑心理，包括很多患者抗拒进入医院进行心理咨询。这款线上心理咨询平台，提供了在家咨询的可能性。

（5）价格较低：与国内大多数心理诊室几百元每小时的收费比较，收费可降低80%以上，有很好的推广和盈利的项目基础。

4 结束语

总体来说，线上心理咨询室是基于P2P网络和socket等技术建立而成，拥有线上看诊、线上咨询、博客分享和线上支付等主要功能。线上的心理咨询室一方面减小了患者的看诊压力，为心理疾病患者增加了一条看诊的途径，并且由于价格较低，也减小了他们的经济压力。另一方面也减小了医院的人流压力，医生可在线为患者诊断。如今国内社会对于心理治疗方面愈来愈重视，且在心理疾病患者人数庞大的前提下，与之对比的是心理咨询师的资源紧缺。该系统无论是从商业盈利方面或是社会意义方面都有巨大的发展前景。同时也存在着一些问题，对于某些情况比较严重的患者，药物治疗方面是必不可少的，在这方面系统无法给予过多的帮助。

[1]贺文华，刘浩，贺劲松.P2P网络现状与发展研究[J].软件工程，2019，22（04）：1-5.

[2]熊永平.基于SpringBoot框架应用开发技术的分析与研究[J].电脑知识与技术，2019，15（36）：76-77.

[3]姚军，毛昕蓉，赵小强，郭芳华. 现代信息网[M].人民邮电出版社，2016：313.

[4]Candra Dwi Aprida，Febriliyan Samopa. Pembuatan Sistem Informasi Beasiswa Internal Direktorat Jenderal Perbendaharaan Menggunakan PHP dan MySQL[J]. Jurnal Teknik ITS，2013，2（2）.

[5]余峥，鲍正德，李晨曦. 浅析 JDBC 连接 MySQL 的增删改查操作[J]. 计算机系统网络和电信，2019，1（2）.

[6]张泽鹏. P2P网络中NAT穿透技术的研究与实现[D].北京邮电大学，2010.

[7]宋盈，马睿.运营级NAT44设备的部署方案研究与测试[J].现代电信科技，2013，43（03）：71-77.

[8]朱军红，唐明根，张小玲.信息系统中的角色权限管理设计[J].中国管理信息化，2019，22（23）：138-140.

南京工业大学浦江学院2020年度大学生创新创业训练计划项目（PJ20201390526）.