基于P4P的运营商网络流量控制浅析精选.doc

基于P4P的运营商网络流量控制浅析 张 勇1 马 钊1 马秀峰2 邓存元1 刘大可1 (1.河南省工业情报标准信息中心，郑州 ；2.郑州大学，郑州 ） [摘要]点对点技术（P2P）的出现对于网络运营商高效和公平的分配其网络资源是个巨大的挑战。特别是近几年来，P2P软件的应用吞噬了巨量的网络带宽，花费大量人力物力 [关键词] P2P（对等网、点对点）；P4P；网络运营商；流量控制 引言 20世纪70年代中期，源于局域网文件共享的P2P技术就开始流行起来了，2000年用于共享MP3音乐的Napster软件与美国唱片界的一场官司将P2P技术重新带回人们的视线之后，各种基于的应用风起云涌。VoIP、IPTV、Game、IM、协同计算等多个领域P2P技术都大放光彩。 随着P2P应用的不断涌现，由于网络架构的原因，P2P应用对运营商网络提出了严峻的挑战。网络架构是运营商网络的基础，网络架构的核心问题就是保证用户有效利用网络资源，或者称网络流量控制或者简称流量控制。长期以来，网络架构一直是Client/Server独统天下，它是一种典型的中央集中式架构，整个网络服务都依存中央节点（服务器）而存在，因此在流量上大体也表现为上行流量远小于下行流量。 相比而言，P2P是一种完全不同的非集中架构。P2P架构中不存在服务器或是客户机的概念，网络中的每一个实体，都会被认为是一个对等点（Peer），它们拥有相同的地位，任何一个实体都可以请求服务（此时相当于传统架构中的客户端）和提供服务（此时相当于传统架构中的服务器）。 由于P2P的开放性、对等性自主性，使得P2P。因此，P2P从诞生以来就迅速风行，基于P2P的文件交换已经成为互联网的主流应用据研究，互联网流量的2/3P2P应用，主要都是MP3音乐和各种视频文件的交换。德国iPoque在2007年研究了一百多万网民将近3TB的匿名数据流量，调查地区包括澳大利亚、东欧、德国、中东和南欧地区。调查发现，目前网络带宽消费大户是P2P文件共享，在中东占据了49%，东欧地区占据了84%。从全球来看，晚上时段的网络带宽有95%被P2P占据。 P2P也给运营商带来了麻烦，其中最主要的就是吞噬网络带宽问题。P2P流量消耗了巨大的网络带宽，尤其是国际带宽，使网络基础设施不堪重负，运营商苦不堪言。 目前，网络运营商对P2P应用的流量控制一般是借助于第三方专用设备，将这些控制设备串接入运营商网络，通过对流量的深度识别，然后对相关P2P流量进行控制。这种办法运营商花费大量人力物力来购买安装和维护这种设备当使用这些设备的时候，P2P软件厂商和程序设计人员就使用动态端口、流量加密技术来绕过这种设备，保证应用软件性能。在网络上一场没有硝烟的“战争”，它必定会导致一个双输的结局。 从这个现实矛盾出发，找到一个中间途径，双方都获利或不受到很大损伤Proactive network Provider Participation for P2P）正是为了解决这个矛盾而提出的一种新架构，它具有轻量化、灵活性、开放性和低成本特点，意在加强与的通信，P2P应用层相协调、实现网络感知，以便降低运营商骨干网络传输压力和运营成本，并提高P2P的文件传输性能。 P4P架构是一个灵活的和轻量级的架构，允许网络运营商为目前的应用（包括P2P应用）提供更多的信息、指导和管理能力。 2.1设计原则 P4P的主要思想是在P2P应用与网络运营商之间开启显式的通信接口，P2P，，P2P应用性能。它的主要设计原则是： 轻量化：保持原有P2P协议不变，支持管理和不支持管理的客户端之间互通不受影响； 灵活性：支持运营商根据需求和成本，灵活调整部署方案，支持peer引导、流量代理、流量缓存等多种流量优化功能，支持自治域的分级管理，协助P2P厂商分级别、分层次管理peer的互联行为； 私密性：P2P厂商不需要开放其私有协议细节给运营商，运营商不需要直接开放其拓扑信息给P2P厂商； 开放性：支持普适性系统架构，可支持各种不同类型的P2P协议，应支持标准化设备在网络中的即插即用和自动发现，避免复杂配置； 全面性：支持形成覆盖全互联网的整体管理方案； 低成本：支持较低的系统部署成本和渐进式的实施方案。 2.2设计简介 P4P架构由两部分组成：控制平面组成部分和数据平面组成部分。 在控制平面，P4P引入网络监管服务器（iTracker）作为P2P应用和承载网的通信接口。网络监管服务器的引入不仅可以划分P2P应用和承载网两者间的流量控制责任，而且有助于P4P实现渐进实施和扩展。 具体的，每个网络供应者（网络运营商、大学校园网或者虚拟网络供应商等）管理着自己的网络监管服务器，一个P2P客户端通过DNS查询获得本地网络监管服务器的IP地址。需要提到的是，考虑到容错性和可扩展性，P4P