CN102640473A

CN102640473A - 基于蜂窝通信管理p2p网络的方法

Info

Publication number: CN102640473A
Application number: CN2010800500341A
Authority: CN
Inventors: Y·埃尔姆各哈兹利; F·塔比雷
Original assignee: Alcatel Lucent SAS
Current assignee: Alcatel Lucent SAS
Priority date: 2009-11-06
Filing date: 2010-11-04
Publication date: 2012-08-15
Also published as: US20130005389A1; JP2013509125A; EP2320624A1; KR20120087164A; KR101392796B1; JP5384745B2; WO2011054913A1

Abstract

本发明涉及一种管理P2P网络（100）的方法，其中从至少一个供应对等体（104₂）请求资源传输的对等体（104₁）必须在托管所述资源的对等体（104₂、104₅、122）的列表（118）中选择所述供应对等体（104₂），其特征在于，所述请求对等体（104₁）和所述托管对等体（104₂、104₅、122）是链接到蜂窝（102、103、105、120）网络的移动终端，它包括以下步骤：-将所述请求对等体（104₁）和每个所述托管对等体（104₂、104₅、122）与它们在蜂窝（102、103、105、120）网络内的物理位置相关联的步骤，-基于它们在所述蜂窝网络（102、103、105、120）内的物理位置来确定所述请求对等体（104₁）与每个所述托管对等体（104₂、104₅、122）之间的间距的步骤，以及-根据考虑了在所述请求对等体（104₁）和每个所述托管对等体（104₂、104₅、122）之间所确定的间距的距离准则来选择所述供应对等体（104₂）的步骤。

Description

基于蜂窝通信管理P2P网络的方法

技术领域

本发明涉及一种基于蜂窝通信管理P2P网络的方法。

背景技术

对等网络，也被称为P2P网络，由于其允许应用程序资源在对等体（peer）间分布而正越来越多地被使用。

更确切的说，每个对等体只托管（host）这些应用程序资源的一部分，这些部分一般通过公平的方案来界定，使得每个对等体托管相似数量的资源。

如果一个对等体想要执行该应用程序，它可以从一个（或几个）托管它们的对等体获取所缺失的资源。为此，每个对等体布署DHT，即“分布式哈希表(Distributed Hash Tables)”，其为分布式资源和可从其获取分布式资源的对等体提供索引。

发明内容

本发明涉及一种管理P2P网络的方法，其考虑到蜂窝通信网络的专属性，即其考虑蜂窝通信网络中对等体之间的物理间距。

为实现这个以及其它的优势，并依照此处具体和广泛描述的本发明的目的，本发明涉及一种管理P2P网络的方法，其中从至少一个供应对等体请求资源传输的对等体必须在托管所述资源的对等体列表中选择所述供应对等体，其特征在于，所述请求对等体和所述托管对等体是链接到蜂窝网络的移动终端，它包括以下步骤：

-将所述请求对等体和每个所述托管对等体与它们在所述蜂窝网络内的物理位置相关联的步骤，

-基于它们在所述蜂窝网络内的物理位置来确定所述请求对等体与每个所述托管对等体之间的间距的步骤，以及

-根据考虑了所述请求对等体和每个所述托管对等体之间所确定的间距的距离准则来选择所述供应对等体的步骤。

因此，根据本发明的方法使典型的P2P操作方案适应蜂窝通信网络的专属性，其表示对等体之间的间距对对等体之间的传输效率的重大影响。

因此，可以实施距离准则—依据实施网络的属性而或多或少（more orless）严格—以通过减小这个间距来优化对等体之间的资源传输。

在一个实施例中，所述方法进一步包括所述请求对等体将标识参数传输到所述蜂窝网络的管理服务器的步骤，所述管理服务器将所述标识参数与所述请求对等体在网络内的位置相关联。

在一个实施例中，所述管理服务器与所述蜂窝网络的注册中心通信，以将所述标识参数与所述请求终端在所述蜂窝网络内的位置相关联。

在一个实施例中，所述方法进一步包括所述请求对等体将存储在用户识别模块内的信息传输到所述管理服务器以作为标识参数的步骤。

在一个实施例中，所传输的标识参数涉及下列条目中的至少一个：

-国际移动用户识别码或IMSI，

-移动台国际综合业务数字网号码或MSISDN，

-用于PS和CS域的临时移动用户识别码（TMSI和P-TMSI），

-位置区域识别码，

-路由区域识别码。

在一个实施例中，所述方法进一步包括所述管理服务器存储任何移动终端用于访问所述P2P网络的标识参数的步骤。

在一个实施例中，所述方法进一步包括所述请求对等体将所述托管对等体的列表传输到所述管理服务器，以便所述管理服务器能够实施距离准则的步骤。

在一个实施例中，本发明进一步包括管理服务器与蜂窝网络的定位服务器进行通信，以使所述网络的每个对等体与它在蜂窝网络内的物理位置相关联的步骤。

本发明还涉及一种适用于P2P网络的管理服务器，其中，从至少一个供应对等体请求资源传输的对等体必须从托管所述资源的对等体列表中选择所述供应对等体，其特征在于，所述请求对等体和所述托管对等体是链接到蜂窝网络的移动终端，它包括：

-用于将所述请求对等体和每个所述托管对等体与它们在蜂窝网络内的物理位置相关联的装置，以及

-用于基于它们在蜂窝网络内的物理位置来确定所述请求对等体与每个所述托管对等体之间的间距以实施根据任何在先实施例的方法的装置。

所述服务器可包括用于根据距离准则在托管对等体列表内选择所述供应对等体的装置，所述距离准则考虑了所述请求对等体和每个所述托管对等体之间所确定的物理间距。

具体实施方式

为了优化P2P管理，因特网工程任务组（IETF）开发了多种方法，例如，应用层流量优化（ALTO），其提供指南意欲提高对等体之间的数据传输的性能和效率。

尽管这种指南目前被考虑用于在无线蜂窝网络中执行对等服务，本发明从结果中导出这种考虑是直接基于有线模型的，其与无线蜂窝网络模型有着显著的差别。

事实上，在传统的有线网络中，对等体间距是使用基于对等体的固定地址（通常是一个IP网络内的网际协议（IP）地址）的算法计算的，而在无线蜂窝网络中，对等体间距可以它们变化的地址（即对等体注册的蜂窝（cell））为基础进行计算。

换句话说，使用蜂窝网络内的对等体的蜂窝注册表信息是比基于IP地址的复杂计算更容易和更有效的评估对等体间距的方法。

通过实施这种基于对等体在蜂窝网络内的定位的方法，本发明提供网络内更好的传输速率，因为对等体之间的间距被优化，并且IP信息不会被传输以用作复杂计算。

图示了根据本发明的P2P无线蜂窝网络的附图被包括以提供对本发明的进一步理解，并且被并入并构成本说明书的一部分以图示本发明的实施例，并与说明书一起解释本发明的原理。

本发明可以在不同类型的蜂窝技术中实现，诸如，UMTS（通用移动通信***），LTE（长期演进）或Wifi（无线保真）。

此外，假设组合了不同的蜂窝技术的P2P网络100为UMTS（蜂窝102和103），Wifi（蜂窝120）和LTE（蜂窝105），可以实现本发明。

为此，P2P网络100包括演进的分组核心（EPC）子网络106，子网络106是负责将数据从天线传送到因特网的LTE网络基础设施。这样，子网络106执行不同的蜂窝102、103、105和120之间的数据传输。

移动终端104₁、104₂、…104₅和122是P2P网络100的对等体，它们中的每一个对等体可以典型地向至少另一个对等体请求资源传输。

为此，请求对等体必须从托管所述资源的对等体列表中选择所述供应对等体。在此实施例中，所述对等体的列表108典型地由请求对等体—例如对等体104₁—通过对等体交换服务器、分布式哈希表（DHT）和/或P2P***来创建。

例如，假设对等体104₁请求传输与给定的视频程序相关的资源，则对等体104₁将连接专门的***，以使所述***可以提供已经预定所请求的给定视频程序的资源的对等体列表108。

例如，假设对等体104₂、104₅和122可以将所请求的资源传递给请求对等体104₁，则在托管对等体104₂、104₅和122之间对供应对等体的选择根据距离准则执行，距离准则优化了所请求的资源在P2P网络内的物理传输间距。

为此，请求对等体104₁和托管对等体104₂、104₅和122与它们在蜂窝网络内的物理位置相关联。

通常，该关联可通过注册中心（诸如在蜂窝网络中典型地使用的归属位置寄存器（HLR））112来执行，注册中心112操作为包含每个已被授权使用蜂窝核心网络106的移动终端用户的详细信息的中央数据库。

HLR 112存储由移动终端运营商为每个移动终端发行的用户识别模块（SIM）中包含的信息。例如，HLR 112可存储SIM的唯一标识符，或国际移动用户识别码（IMSI），其为每个HLR记录的主键码（primary key）。

此外，HLR 112可存储移动台国际综合业务数字网号码或MSISDN，其是移动终端用于建立通信的联系（contact）号码。

主MSISDN通常用于根据短消息标准来发出和接收语音呼叫和脚本，但SIM可以有其它的辅助MSISDN用于传真和数据通话。

终端位置的另一个示例使用拜访位置寄存器（VLR），其存储与链接到它所服务的移动交换中心（MSC）的移动终端有关的信息。更确切地说，该VLR存储于当前位置区域识别码（LAI）有关的信息，当前位置区域识别码识别移动终端当前处于哪个基站控制器下。

每当MSC在其操作区域中检测到新的移动终端，它就在VLR中创建新的记录并且更新HLR 112，以便两个寄存器都可用于将移动终端与它在网络内的位置相关联。

在此实施例中，请求对等体104₁传输存储在用户识别模块（SIM）内的信息，以作为注册到管理数据库110中以便被存储的标识。

根据实施例，所传输的存储在用户识别模块中的信息涉及下列条目中的一个或多个：

-国际移动用户识别码或IMSI，

-移动台国际综合业务数字网号码或MSISDN，

-用于PS和CS域的临时移动用户识别码（TMSI和P-TMSI），

-位置区域识别码（LAI）和/或路由区域识别码（RAI），此处：

-LAI用于电路模式，而RAI用于分组模式，由于分组业务的特性RAI通常是LAI的细分。换句话说，一个LAI通常覆盖几个RAI，因此RAI是建立对等体列表的关联参数。

TMSI被用于识别网络中的移动台。出于安全原因它是识别移动节点的优选机制：它由VLR临时分配给手机。TMSI被用于获取有关手机的信息，但不直接对它进行定位。类似地，P-TMSI被用于识别“路由区域”内的移动节点，以使该参数能够提供对等体在终端内的关联定位。

管理服务器110具有访问注册中心112的权限，可以确定请求对等体104₁与每个托管对等体104₂、104₅和122之间的间距。

在所确定的间距的基础上，管理服务器110指示请求终端104₁应该选择哪个托管终端，以优化距离准则，例如，一个简单的准则，其中选择最靠近的托管对等体104₂来传输所请求的通信。

必须强调的是，在该示例中，请求对等体和托管对等体之间的物理间距根据蜂窝来建立，对等体104₂与请求对等体104₁位于同一个蜂窝内，而托管对等体104₅和122在远隔的蜂窝105和120中。

本发明可以根据不同的实施例实现，例如，应用距离准则的实施例，该距离准则既考虑了对等体之间的间距也考虑了另一个参数—诸如服务质量。

其它实施例可与上述描述的实施例在以下方面有所不同：

-管理服务器110和注册服务器112可以组合成一个单一的服务器，和/或

-列表108由管理服务器110和/或注册服务器112建立。

如前所述，本发明是关于使用现有的蜂窝网络（例如GSM/UMTS/LTE）中的定位参数以便例如相应地扩展ALTO协议。这样，对等体选择可以在蜂窝无线网络中进行优化，以便比使用基于IP寻址的算法更好和更容易获得结果。

在一个实施例中，全球定位***数据也可以被用来代替基于IP的算法。相反地，使用蜂窝定位的优势是，对于连接的手机该信息始终可用。此外，蜂窝标识是比地理坐标更关联的参数。例如，假设两个邻近的移动终端连接到不同的蜂窝，从网络的视角来看，最好选择属于同一个蜂窝的对等体。

尽管如此，GPS坐标可以补充和/或取代蜂窝定位，例如，当对等体使用非蜂窝接入时。

Claims

1.一种管理P2P网络（100）的方法，其中从至少一个供应对等体（104₂）请求资源传输的对等体（104₁）必须在托管所述资源的对等体（104₂、104₅、122）的列表（118）中选择所述供应对等体（104₂），其特征在于，所述请求对等体（104₁）和所述托管对等体（104₂、104₅、122）是链接到蜂窝（102、103、105、120）网络的移动终端，它包括以下步骤：

-将所述请求对等体（104₁）和每个所述托管对等体（104₂、104₅、122）与它们在所述蜂窝（102、103、105、120）网络内的物理位置相关联的步骤，

-基于它们在所述蜂窝网络（102、103、105、120）内的物理位置来确定所述请求对等体（104₁）与每个所述托管对等体（104₂、104₅、122）之间的物理间距的步骤，以及

-根据考虑了所述请求对等体（104₁）与每个所述托管对等体（104₂、104₅、122）之间所确定的物理间距的距离准则来选择所述供应对等体104₂）的步骤。

2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：所述请求对等体（104₁）将标识参数传输到所述蜂窝网络的管理服务器（110）的步骤，所述管理服务器（110）将所述标识参数与所述请求终端在网络内的位置相关联。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述管理服务器与所述蜂窝（102、103、105、120）网络的注册中心（112）通信，以将所述标识参数与所述请求终端在蜂窝网络内的位置相关联。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其进一步包括：所述请求对等体（104₁）将存储在用户识别模块内的信息作为标识参数而传输到管理服务器（110）的步骤。

5.根据权利要求3所述的方法，其中，所传输的标识参数涉及下列条目中的至少一个：

-国际移动用户识别码或IMSI，

-移动台国际综合业务数字网号码或MSISDN，

-用于PS域和CS域的临时移动用户识别码（TMSI和P-TMSI），

-位置区域识别码，

-路由区域识别码。

6.根据权利要求2至5中任一所述的方法，其进一步包括：所述管理服务器（110）存储任何移动终端用于访问所述P2P网络（100）的标识参数的步骤。

7.根据权利要求2至6中任一所述的方法，其进一步包括：所述请求对等体（104₁）将所述托管对等体（104₂、104₅、122）的列表（118）传输到所述管理服务器（110），以使所述管理服务器（110）能够实施所述距离准则的步骤。

8.一种适用于P2P网络（100）的管理服务器（110），其中，从至少一个供应对等体（104₂）请求资源传输的对等体（104₁）必须在托管所述资源的对等体（104₂、104₅、122）的列表（118）中选择所述供应对等体（104₂），其特征在于，所述请求对等体（104₁）和所述托管对等体（104₂，104₅，122）是链接到蜂窝（102、103、105、120）网络的移动终端，它包括：

-用于将所述请求对等体（104₁）和每个所述托管对等体（104₂、104₅、122）与它们在蜂窝（102、103、105、120）网络内的物理位置相关联的装置，以及

-用于基于它们在所述蜂窝网络（102、103、105、120）内的物理位置来确定所述请求对等体（104₁）与每个所述托管对等体（104₂，104₅，122）之间的物理间距以便实施根据前述任一权利要求所述的方法的装置。

9.根据权利要求8所述的服务器包括：用于根据距离准则在所述托管对等体的列表（118）内选择所述供应对等体（104₂）的装置，其中所述距离准则考虑了在所述请求对等体（104₁）和每个所述托管对等体（104₂、104₅、122）之间所确定的物理间距。