P2P技术在语言实验室中的应用

赵 飞

（绥化学院，黑龙江 绥化 152061）

P2P技术在语言实验室中的应用

赵 飞

（绥化学院，黑龙江 绥化 152061）

本文介绍了当前比较流行的P2P（Peer-to-Peer）技术，并分析了P2P技术与传统的客户机/服务器技术的区别与优势.同时将P2P技术引入到外语语言实验室，提出使用P2P技术构架外语语言实验室的构想.最后分析了P2P技术使用在外语语言实验室的可行性，总结了P2P系统下的外语语言实验室的特点.

P2P技术；客户机/服务器技术；语言实验室

1 P2P简介

P2P（Peer-to-Peer）对等网络技术，它是由物理上分散的主机之间，不经过服务器等中继设备而直接完成数据交换或服务交换的信息控制技术.因此在P2P技术模式下弱化了服务器的概念，在这种技术所形成的网络中，PC与PC直接连接，每台独立的PC既能利用网络上其它PC共享的资源同时也为网络中其他的PC提供共享资源，从而实现了资源的共享.现在中国网络上比较流行的下载软件——迅雷(Thunder)的核心部分之一便是应用了P2P技术，在使用迅雷下载较大的视频文件的时候，我们可以在连接信息中看到很多候选资源，而迅雷也是从多个候选资源同时进行下载，最后将从多个候选资源下载来的视频文件的不同部分合并成一个我们要下载的视频文件.在下载这个视频文件的过程中，我们既从这些PC候选资源中下载了不同的视频部分，也为其它PC提供了它要下载的视频部分.从而大大提高了下载的效率和网络的利用率.

由于搭建P2P网络的成本较低，网络的连通性强大，资源共享方式多，同时因为没有服务器的存在，也就不存在服务器瓶颈问题.因此P2P技术也不只是用于资源共享，在对等计算、协同工作、实时通信、搜索引擎、数据存储、文件交换、电子商务、智能Agent、网络游戏、网络实验室、网络教学等很多领域也已经被广泛应用.

2 P2P工作模型与C/S工作模型的优势

C/S（Client/Server）客户机/服务器模式是现在互联网应用的主要模型，在C/S模型当中整个网络都依赖服务器（Server），用户所使用的客户端（Client）只能从服务器上获得各种服务和资源，而用户之间的通信也要通过服务器转发.这样很多个客户机连接到一个服务器的工作方式具有如下优点：

（1）集中的数据存贮与计算有利于网络管理的实现.

（2）应用层不需要考虑路由问题.

（3）数据管理比较简单.

但随着互联网用户的增多，互联网日渐庞大，这样C/S模型则体现出了一些弊端如：由于互联网的增大，服务器容量无法满足日益增长的数据存储量.由于带宽的限制，服务器无法支持大量多媒体访问请求，当请求过多时会造成拥塞，降低了多媒体服务的Qos.

P2P网络模型是一种分布式系统，每个节点的地位都是对等的，没有服务器的概念.每个节点即可是服务器为其他节点提供服务，同时也可以是客户机从其他节点分享资源，因此P2P模型弥补了一些C/S模型的不足.其相比较C/S模型主要优点有：

(1)资源利用率高.P2P可以利用参与节点中的闲散资源,所有节点的资源总和构成了整个网络的资源.

(2)不存在系统性能瓶颈.P2P是分布式系统,弱化了服务器功能甚至取消了中央服务器,解决了系统性能瓶颈问题.

(3)有利于语义查询.P2P基于内容的寻址方式处于一个更高的语义层次,因为用户在搜索时只需指定具有实际意义的信息标识而不是物理地址,每个标识对应包含这类信息的节点集合.

(4)P2P中信息在节点间直接流动,高速及时,降低了中转服务成本.

(5)网络负载平衡,可扩展性好.P2P中任意两个节点可以互为服务器/客户机,即使只有一个节点存在,网络也是活动的.

3 P2P技术在外语语言实验室中的应用

3.1 基于P2P技术的网络外语教学系统

根据上面的分析比较，P2P技术应用于外语语言实验室是可行的，现在所使用的大部分外语教学实验室都是基于C/S模型开发的，如绥化学院正在使用的卓越电子开发的DM2型外语语言实验室，全部的学生终端都是连接在教师主机上，教师主机则成为了服务器，学生通过卓越DM2型终端浏览教师主机上的共享资源，完成通讯功能，即使是学生终端和学生终端的通信也要通过教师主机.这样一来对网络和教师机的要求就很高，并且对教室的容量有很大限制，如果教室容量过大即学生终端数目过多则会造成网络的拥塞或者教室机失去响应等问题.但是如果使用纯的P2P网络，又很难实现教师机对学生终端的控制.因此我们可以考虑使用一个中心服务器来负责记录共享信息即信息的索引，而把要共享的资源都分别存放在每个客户机上.同时保证客户机和客户机之间可以有交互能力，服务器和客户机之间也拥有交互能力.这样我们既实现了中心管理，又解脱了教师机，使教师机不会因为访问量过大而失去响应，同时也减轻了网络的负担.但是由于其仍是中心管理模式，其中心服务器容易受到直接攻击的问题仍然存在.

根据上面的思想，我们可以将整个系统分为几个模块：

（1）教学管理模块：它是为其他模块提供服务的公共应用程序.例如：卓越DM2型外语语言实验室中的教学管理系统.此模块最主要的功能就是共享信息的索引学生和教师间可以共享教学资源,对这些资源的登记和建立索引以便于文件的检索.每一条索引包括传输通道的IP地址/端口号、资源的命名和简单的描述.这里与卓越DM2系统就有了很大的区别，而不再是通过教师机去共享资源.此模块还有其他的一些功能如：用户认证，权限管理，系统维护等.我们可以将教学管理模块放在中心服务器上，除了完成以上的功能外，它还是P2P连通的关键，因此中心服务器应通过IP地址实现直接访问.

（2）多媒体网络教室系统模块：它的主要功能是实现网络虚拟教室.由于学生和教师各自的行为模式不同，又可以把多媒体网络教室系统模块分为两个不同的终端既学生终端和教师终端.这两个终端共同功能是音视频信号的采集、压缩编码、媒体流的网络传输和接收、解码、音视频的播放等实时多媒体功能.不同之处在于,教师终端产生的多媒体数据报和电子白板的“板书”数据在缺省下是以UDP组播的方式发送给在线的本班学生.这样一来则增加了课堂的灵活性.

（3）文件共享模块：这个模块和其他的P2P系统中的是一样的，主要功能是提供文件的上传和下载，并且在上传和下载的过程中提供加密和安全机制.系统可以采用RTP协议，此协议在传送的数据包内有时间标签的包序号和编码方式等，这样可以实现多媒体流的实时传输.也就保证了学生和教师之间的语音信息的实时传输，保证了教师和学生之间的对话.

3.2 P2P外语网络教学的特点

P2P网络比起C/S网络在外语教学中的特点，就是网络更加具有灵活性，主要体现在：

（1）使课程更加的生动.在P2P网络中可以充分的利用文字、图像、声音、动画、视频等一系列的多媒体技术，使得抽象的理论知识更加的具体化、形象化.这样学生就更容易理解这些理论性的新知识，从而激发学生的学习兴趣.这样也就达到了课程更加的生动.

（2）学生更加的主动.在P2P网络教学环境中弱化了教师与学生的角色地位，使教师由一个发号施令的角色转化成为一个指导的角色，而学生同样由一个被动的听从命令的角色转化为一个积极主动参与的角色.再通过学习资源的共享，学生可以根据自身的需要进行选择.学生由以前被动听从命令的学习转化为主动自愿的学习.

（3）师生间也更容易产生互动.在P2P网络教学环境中，网络的即时双向信息交流的特点，使教师与学生、学生与学生中的两个或多个参与者即时连接在一起.这种即时性使得教师和学生之间更容易产生互动，使得课堂更加的生动有趣.

这些决定了P2P网络环境下的教学过程具有以下特点:教学的开放性、学习过程的交互性、学习内容选择的个性化和自主性、教学形式的多样性.这些特点恰恰迎合了以人为本和素质教育的精神.

〔1〕许松.基于混合式P2P网络的网络教学平台的研究与设计 [J]. 电脑知识与技术，2009，5（19）：5109.

〔2〕朱晓姝.高职网络专业P2P技术的教学与实践[J].辽宁大学学报（自然科学版），2009（2）：162.

〔3〕段嫚娟,付相君.基于P2P系统的网络外语教学技术分析[J].外语电化教学，2005（12）：27.

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1673-260X（2011）02-0082-02