CN102904933B - P2p流量疏导优化网络*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种P2P流量疏导优化网络***，包括骨干网，以及与骨干网通信连接的多个城域网；骨干网包括COS和全国P2P应用服务器；城域网包括相互通信连接的多个P2P客户端、RSP和区域P2P应用服务器。该***在骨干网和城域网分别设置COS和RSP，通过RSP收集本区域内的网络信息并进行本区域的优化计算，为P2P客户端提供本区域的优化处理结果；通过COS收集各区域的网络信息并进行全国范围的优化计算，为P2P客户端提供全国范围的优化处理结果；P2P客户端根据优化处理结果进行所申请应用业务的节点连接，避免因无序连接带来的缺陷，进行数据交互的节点是经过优化计算获得的，可充分利用本地资源，节省网络带宽，提高P2P业务质量。
Description
技术领域
本发明涉及P2P技术，尤其涉及一种P2P流量疏导优化网络***。
背景技术
随着点对点(Peer-to-Peer；以下简称：P2P)技术的迅速发展，在此基础上开发的文件下载、流媒体直播、点播等业务极大的丰富了互联网的业务应用和用户的娱乐体验。
但是由于P2P技术过于强调“对等”，即每个节点之间的交换完全是无序的。例如一个北京的用户，既可能和广州的用户进行文件片段的交换，也可能和远在美国的某用户进行交换。显然，无序的交换将导致无谓的跨地区甚至是跨国的流量。现有技术中，P2P无序连接的特性会占用运营商大量的网络带宽，网络资源没有得到较好的利用。
发明内容
本发明针对现有技术的缺陷，提供一种P2P流量疏导优化网络***，包括：骨干网，以及与所述骨干网通信连接的多个城域网；所述骨干网内包括中心优化服务器COS和全国P2P应用服务器；所述城域网内包括相互通信连接的多个P2P客户端、区域服务点RSP和区域P2P应用服务器；
其中，所述RSP用于获取所在城域网的网络信息，并生成所在城域网的区域网络策略，以及将所述网络信息上传给所述COS；所述COS用于根据各RSP上传的网络信息生成全国网络策略；所述网络信息包括所在城域网内的RSP、区域P2P应用服务器和P2P客户端的IP地址的集合，以及能够反映所在城域网内各条链路综合性能的链路信息；所述区域网络策略为所述RSP根据所在城域网的网络信息获得的区域节点排序列表，所述区域节点排序列表包括发起应用请求的P2P客户端与所在城域网中各邻居节点之间的网络连接参数值；所述全国网络策略为所述COS根据各PSR上传的网络信息获得的全国节点排序列表，所述全国节点排序列表包括发起应用请求的P2P客户端与各城域网中邻居节点之间的网络连接参数值；
在所述区域P2P应用服务器和所述全国P2P应用服务器分别判断获知P2P客户端所发起的应用请求对应的应用内容不属于区域热点内容和全国热点内容后，若所述P2P客户端所在的城域网内存在能够提供所述应用内容的邻居节点，则由所述RSP在所述区域节点排序列表中获取具有最小网络连接参数值的目标邻居节点；若所述P2P客户端所在的城域网内不存在能够提供所述应用内容的邻居节点，则由所述COS在所述全国节点排序列表中获取具有最小网络连接参数值的目标邻居节点；
所述RSP和所述COS还用于将所述目标邻居节点的地址信息发送给所述P2P客户端，以供所述P2P客户端与所述目标邻居节点进行所述应用内容的传输。
如上所述的P2P流量疏导优化网络***中，所述城域网内还包括：
高速缓冲存储器Cache，分别与所述P2P客户端、所述RSP和所述区域P2P应用服务器通信连接；
所述高速缓冲存储器Cache中存储有所述区域P2P应用服务器发送的区域热点内容和所述全国P2P应用服务器发送的全国热点内容。
如上所述的P2P流量疏导优化网络***中，若所述区域P2P应用服务器判断获知所述应用内容属于区域热点内容，或者所述全国P2P应用服务器判断获知所述应用内容属于全国热点内容，则所述RSP还用于将所述高速缓冲存储器Cache的地址信息发送给所述P2P客户端，以供所述P2P客户端与所述高速缓冲存储器Cache进行所述应用内容的传输。
如上所述的P2P流量疏导优化网络***中，所述P2P客户端包括tracker服务器或P2P用户终端。
如上所述的P2P流量疏导优化网络***中，所述P2P客户端还用于向DNS服务器发起域名解析请求，接收所述DNS服务器返回的所在城域网内RSP的地址信息，并根据所述地址信息向所述RSP发送接入请求。
本发明实施例提供的P2P流量疏导优化网络***在骨干网和城域网分别设置中心优化服务器和区域服务点，通过RSP收集本区域内的网络信息并进行本区域的优化计算，为P2P客户端提供本区域的优化处理结果；通过COS收集各区域的网络信息并进行全国范围的优化计算，为P2P客户端提供全国范围的优化处理结果；P2P客户端根据优化处理结果进行所申请应用业务的节点连接，避免了现有技术中P2P无序连接特性所带来的缺陷，进行数据交互的节点是经过优化计算获得的，如此能够充分并合理地利用本地资源，节省网络带宽，提高P2P业务质量。
附图说明
图1为本发明P2P流量疏导优化网络***实施例组成示意图；
图2为本发明实施例P2P客户端的服务发现流程示意图；
图3为本发明实施例P2P客户端的应用请求流程示意图；
图4为本发明实施例区域Cache服务流程示意图；
图5为本发明实施例全国Cache服务流程示意图；
图6为本发明实施例优化服务流程示意图。
具体实施方式
本发明各实施例针对现有技术中因P2P技术无序连接特性所带来的缺陷，提供一种适合运营商的P2P流量疏导优化***，该***能够根据自身网络实际状况来改进网络资源的使用效率，保障P2P的应用性能，给用户以良好体验。
图1为本发明P2P流量疏导优化网络***实施例组成示意图，如图1所示，该***包括骨干网1和城域网2，其中城域网2可以为多个，骨干网1和城域网2可以通过路由设备通信连接。骨干网1内包括中心优化服务器COS11和全国P2P应用服务器12，每个城域网2均可以包括P2P客户端23、区域服务点RSP21和区域P2P应用服务器22，其中P2P客户端23可以为多个，P2P客户端23、区域服务点RSP21和区域P2P应用服务器22之间通信连接。图1中的虚线表示接口信令，实线表示数据传输。
其中，RSP21用于获取所在城域网2的网络信息，并生成所在城域网2的区域网络策略，以及将所述网络信息上传给COS11；COS11用于根据各RSP21上传的网络信息生成全国网络策略。具体地，RSP21负责进行本区域内的网络信息的收集和本区域的优化计算，并响应P2P客户端23发出的优化请求，指导P2P客户端23更优化的进行连接和数据传输。COS11负责收集各区域的网络信息和全国范围的优化计算，并将优化结果发送给RSP21以供其响应P2P客户端23发出的优化请求。P2P客户端23通过得到的优化结果进行节点选择；另外，P2P客户端23还可以具备优化服务发现能力。根据P2P应用的结构差异，P2P客户端23可以是应用的索引(tracker)服务器或是P2P用户终端。
P2P客户端23在以下情形需要请求***相关服务：例如P2P节点在加入P2P覆盖网络，进行邻居节点选择时，请求优化服务提供网络信息来选择最优的邻居节点；P2P节点在进行数据传输，选择源节点或目的节点时，请求优化服务提供最优的源节点或目的节点；从优化服务申请网络提供的其他优化服务，如高速缓冲存储器cache数据加速业务等。
设置在城域网内的RSP可以包括以下两类接口：接口A是与城域网(即承载网络)之间的接口，实现收集的网络信息输入，可以静态输入或实时更新网络状态信息。接口B即协议接口，是与P2P客户端之间的接口，P2P客户端提交优化请求，RSP通过该接口响应P2P应用的请求，输出优化响应和结果。
为了便于部署和实际使用，本发明实施例提供的***将运营商优化服务实现分为中心优化服务器(COS)和区域服务点(RSP)两个实体。COS包括以下功能模块：网络信息库、资源管理、优化决策、统计分析；其中：
a、网络信息库：主要包括以下几种：
1)网络拓扑：网络拓扑的粒度分为AS级、POP级、路由器级等。
2)链路带宽：网络链路的带宽参数，反映了链路代价。
3)网络状态：链路的使用现状和网络性能，一般为动态参数。
4)网络使用策略：网络运营商配置的网络使用偏好。
在实现时可以选择上述一种或几种网络信息。
b、资源管理：负责综合管理优化***中的信息资源，包括：
对收集的承载网信息进行管理，包括新建、修改、删除这类信息。
对控制策略库进行管理，包括新建、修改、删除策略等操作。
对***Cache的管理。
c、优化决策：通过承载网络信息和控制策略，根据优化算法进行优化处理，生成优化策略。
d、统计分析：对收集的信息和历史记录进行统计和分析，结果可用于指导策略管理以及帮助网络运营商进行流量工程。
RSP包括上述的网络信息库、资源管理和统计分析功能模块外，还包括以下其他的功能模块：控制策略库、Cache管理和服务控制功能；其中：
e、控制策略库：主要是为***优化服务节点在接收到输入的请求时提供决策依据。如针对不同类型、不同需求和不同权限的P2P应用可以设置不同的服务策略，如开放何种网络信息，根据哪些网络信息进行优化等。运营商根据网络的状况或者网络突发情况进行设置或即时处理。
f、Cache管理：进行***Cache的管理、配置工作。同时管理内容提供商在Cache中的内容上传，及用户对Cache中内容的下载。
g、服务控制：和客户端之间的接口，根据优化策略为P2P应用提供网络优化或信息服务。接收P2P应用输入的网络信息请求，输入信息可能包括请求的信息类型、P2P应用的标识、cache请求等，然后调用决策功能，返回满足策略和P2P应用需求的网络优化信息或者cache配置结果。
上述的RSP和COS分别生成区域和全国的网络策略进行优化处理，其中所根据的网络信息根据不同的实现是网络信息库中的一种或几种信息，本实施包括城域网内的RSP、区域P2P应用服务器和P2P客户端的IP地址的集合，以及能够反映所在城域网内各条链路综合性能的链路信息。链路信息是指本区域内各条链路的分值，该分值是根据运营商角度考察的带宽、拥塞程度、丢包率、链路费用等信息的综合评分，分值越小表示链路综合性能越好，可以更多的使用。同时，链路信息还应包括链路带宽占用的实时情况，定时上报中心优化服务器COS。
***中每一个实体例如RSP、COS、P2P客户端、Cache、区域P2P应用服务器和全国P2P应用服务器均具有各自的网络标识号PID；PDistance表示PID之间的网络连接参数，该参数可以是路由开销、路由跳数、地理距离等，该参数可根据承载网络的网络信息、链路信息、运营商策略等信息通过一定的算法进行综合计算得出。相应地，所述的区域网络策略为RSP根据所在城域网的网络信息获得的区域节点排序列表，所述区域节点排序列表包括发起应用请求的P2P客户端与所在城域网中各邻居节点之间的网络连接参数值即PDistance值；所述的全国网络策略为COS根据各RSP上传的网络信息获得的全国节点排序列表，所述的全国节点排序列表包括发起应用请求的P2P客户端与各城域网中邻居节点之间的网络连接参数值即PDistance值。对应地优化选择结果为依据综合计算出的节点排序列选择PDistance值最小的节点进行连接。
具体地，区域P2P应用服务器22接收P2P客户端23发送的P2P应用请求后，要先判断应用请求对应的应用内容是否为区域热点内容，若不是，则转由全国P2P应用服务器12判断是否为全国热点内容，若也不是，则由RSP21判断所在城域网2内是否存在节点能够提供应用请求对应的应用内容，若存在，则RSP在根据本区域的网络信息而获得的区域节点排序列表中查找网络连接参数值最小的节点，并将其作为目标邻居节点；若本区域内不存在能够提供应用内容的节点，则由COS11在获得的全国节点排序列表中查找网络连接参数值最小的节点，并将其作为目标邻居节点。RSP内存储有本区域内各节点所能够提供内容的信息，并且将该信息上传给COS，COS可以获知各区域内所有节点能够提供内容的信息。在获取到目标邻居节点后，RSP将该由所述COS在所述全国节点排序列表中获取具有最小网络连接参数值的目标邻居节点的地址信息例如IP地址发送给发起P2P应用请求的P2P客户端，以供该P2P客户端与该目标邻居节点之间建立通信连接以进行所需应用内容的传输。
本发明实施例提供的P2P流量疏导优化网络***在骨干网和城域网分别设置中心优化服务器和区域服务点，通过RSP收集本区域内的网络信息并进行本区域的优化计算，为P2P客户端提供本区域的优化处理结果；通过COS收集各区域的网络信息并进行全国范围的优化计算，为P2P客户端提供全国范围的优化处理结果；P2P客户端根据优化处理结果进行相关业务，避免了现有技术中P2P无序连接特性所带来的缺陷，进行数据交互的节点是经过优化计算获得的，如此能够充分并合理地利用本地资源，节省网络带宽，提高P2P业务质量。
如图1所示，在上述实施例提供的P2P流量疏导优化网络***中还可以包括高速缓冲存储器Cache24，即在每一个城域网2内均设置至少一个的Cache24，用于存储区域热点内容和全国热点内容，所述区域热点内容即为本城域网内由区域P2P应用服务器22提供的热点内容供本区域内的所有节点共享。所述全国热点内容为全国P2P应用服务器12提供的热点内容同样供本区域内的所有节点共享。Cache24分别与所在城域网2内设置的P2P客户端23、RSP21和区域P2P应用服务器22通信连接。
本发明实施例提供的***充分结合现有的Cache技术，Cache内存储全国及本区域内的热点内容，用户在请求P2P应用时，首先选择Cache应用，从Cache上下载数据，达到Cache应用其加速分发和流量本地化的目的。本***充分利用运营商自身的优势，可支持大量数据的同时上传和下载，也能支持网络提供的P2P应用软件和应用层的反馈。
以下结合具体流程详细介绍本发明***中各实体所具有的功能以及在各处理流程中的信息交互情况。
图2为本发明实施例P2P客户端的服务发现流程示意图，对于本***中的P2P客户端，需要利用机制使其发现网络中的应用优化服务端，并具体定位到其区域内的区域服务点RSP，然后通过该RSP接入该***以获得业务服务。本***使用域名***(Domain Name System；简称：DNS)方式来实现此服务发现的全过程，如图2所示，该流程包括如下步骤：
步骤200、P2P客户端向DNS服务器发起域名解析请求；
步骤201、DNS服务器解析域名得到所在城域网的区域服务点RSP的IP地址，并将该IP地址返回给P2P客户端；
步骤202、P2P客户端根据该IP地址，向RSP发出接入请求；
步骤203、RSP根据P2P客户端的接入请求，判断P2P客户端是否合法，若合法，则将判断结果返回给P2P客户端，P2P客户端接入P2P流量疏导优化网络***。
图3为本发明实施例P2P客户端的应用请求流程示意图，如图3所示，该流程包括如下步骤：
步骤300、P2P客户端向本区域P2P应用服务器发送应用请求；
步骤301、本区域P2P应用服务器判断该应用请求对应的应用内容是否为本区域热点内容，若是，则执行步骤302；若不是，则执行步骤304；
步骤302、本区域P2P应用服务器把该应用请求发送给本区域的RSP；
步骤303、RSP把结果返回至用户终端，P2P客户端请求区域Cache服务；
所述的结果可以为通知P2P客户端其所请求的内容为区域热点内容，接下来可以进行区域Cache请求，以获取所需要的应用内容。P2P客户端请求区域Cache服务的具体流程可以参见图4。
步骤304、本区域P2P应用服务器把该应用请求发送给全国P2P应用服务器；
步骤305、全国P2P应用服务器判断该应用请求对应的应用内容是否为全国热点内容，若是，则执行步骤306；若不是，则执行步骤308；
步骤306、全国P2P应用服务器把该应用请求发送给本区域的RSP；
步骤307、RSP把结果返回至用户终端，P2P客户端请求全国Cache服务；
所述的结果可以为通知P2P客户端其所请求的内容为全国热点内容，接下来可以进行全国Cache请求，以获取所需要的应用内容。P2P客户端请求全国Cache服务的具体流程可以参见图5。
步骤308、将不是热点内容的判断结果返回本区域的RSP；
步骤309、RSP将结果返回给P2P客户端，P2P客户端请求优化服务。
P2P客户端请求优化服务的具体流程可以参见图6。
图4为本发明实施例区域Cache服务流程示意图，如图4所示，该流程包括如下步骤：
步骤400、区域P2P应用服务器把本区域热点内容上传到Cache中；
步骤401、P2P客户端向RSP请求区域Cache服务；
步骤402、RSP将本区域Cache的IP地址返回给P2P客户端；
步骤403、P2P客户端连接该Cache，并请求数据；
步骤404、本区域的Cache向P2P客户端传输数据。
图5为本发明实施例全国Cache服务流程示意图，如图5所示，该流程包括如下步骤：
步骤500、全国P2P应用服务器把全国热点内容上传到每个区域的Cache中；
步骤501、P2P客户端向RSP请求全国Cache服务；
步骤502、RSP向COS进行审查；
步骤503、COS审查通过；
步骤504、RSP将本区域Cache的IP地址返回给P2P客户端；
步骤505、P2P客户端连接本区域Cache，并请求数据；
步骤506、本区域Cache向P2P客户端传输数据。
图6为本发明实施例优化服务流程示意图，如图6所示，该流程包括如下步骤：
步骤600、RSP收集本区域的网络信息，并把这些信息上传到COS；
步骤601、P2P客户端向本区域RSP发出优化请求，例如将该P2P客户端看成一个节点，那么请求对该节点的邻居列表进行排序，即对该节点与邻居节点的PDistance值进行排序形成列表；
步骤602、根据P2P客户端请求的不同P2P应用情况，结合本区域的网络信息情况，本区域RSP对该节点在本区域内的邻居节点的PDistance值进行计算并形成本区域的节点排序列表，这个列表即为本区域内的网络策略；
步骤603、本区域RSP判断所请求的应用内容是否在本区域的节点排序列表中，若在，则执行步骤604；如不在，则执行步骤606；
步骤604、本区域RSP把包含该应用内容所有邻居节点的PDistance值最小的IP地址给P2P客户端；
步骤605、P2P客户端与该节点进行数据连接和传输；
步骤606、本区域RSP把该请求上传至COS；
步骤607、COS结合每个RSP上传的网络信息后获取全网网络信息，根据该信息进行优化计算得出该P2P客户端与网络中邻居节点之间的PDistance值列表；
步骤608、COS将目标区域P2P客户端所在目标区域的RSP的IP地址返回至本区域RSP；所述的目标区域P2P客户端即为含有P2P客户端所请求的应用内容的PDistance值最小的节点；
步骤609、本区域RSP将目标区域P2P客户端所在目标区域RSP的IP地址返回至P2P客户端；
步骤610、目标区域RSP接受P2P客户端的应用请求；
步骤611、目标区域RSP将目标区域P2P客户端的IP地址返回至P2P客户端；
步骤612、P2P客户端与该目标区域P2P客户端进行数据连接和传输。
本发明提供的P2P流量疏导优化***，通过在骨干网和城域网分别设置中心优化服务器和区域服务点，来分别提供本区域或全国的优化处理结果，P2P客户端根据优化处理结果进行相关业务，由于所选择的目标节点是经过优化计算获得的，因此能够避免无序连接的缺陷，并充分合理地利用网络资源，节省网络带宽，提高P2P业务质量；而且通过结合Cache技术，实现大量数据传输的本地化。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (5)
1.一种P2P流量疏导优化网络***，其特征在于，包括：
骨干网，以及与所述骨干网通信连接的多个城域网；所述骨干网内包括中心优化服务器COS和全国P2P应用服务器；所述城域网内包括相互通信连接的多个P2P客户端、区域服务点RSP和区域P2P应用服务器；
其中，所述RSP用于获取所在城域网的网络信息，并生成所在城域网的区域网络策略，以及将所述网络信息上传给所述COS；所述COS用于根据各RSP上传的网络信息生成全国网络策略；所述网络信息包括所在城域网内的RSP、区域P2P应用服务器和P2P客户端的IP地址的集合，以及能够反映所在城域网内各条链路综合性能的链路信息；所述区域网络策略为所述RSP根据所在城域网的网络信息获得的区域节点排序列表，所述区域节点排序列表包括发起应用请求的P2P客户端与所在城域网中各邻居节点之间的网络连接参数值；所述全国网络策略为所述COS根据各PSR上传的网络信息获得的全国节点排序列表，所述全国节点排序列表包括发起应用请求的P2P客户端与各城域网中邻居节点之间的网络连接参数值；
在所述区域P2P应用服务器和所述全国P2P应用服务器分别判断获知P2P客户端所发起的应用请求对应的应用内容不属于区域热点内容和全国热点内容后，若所述P2P客户端所在的城域网内存在能够提供所述应用内容的邻居节点，则由所述RSP在所述区域节点排序列表中获取包含所述应用内容的具有最小网络连接参数值的目标邻居节点；若所述P2P客户端所在的城域网内不存在能够提供所述应用内容的邻居节点，则由所述COS在所述全国节点排序列表中获取包含所述应用内容的具有最小网络连接参数值的目标邻居节点；
所述RSP和所述COS还用于将所述目标邻居节点的地址信息发送给所述P2P客户端，以供所述P2P客户端与所述目标邻居节点进行所述应用内容的传输。
2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述城域网内还包括：
高速缓冲存储器Cache，分别与所述P2P客户端、所述RSP和所述区域P2P应用服务器通信连接；
所述高速缓冲存储器Cache中存储有所述区域P2P应用服务器发送的区域热点内容和所述全国P2P应用服务器发送的全国热点内容。
3.根据权利要求2所述的***，其特征在于，若所述区域P2P应用服务器判断获知所述应用内容属于区域热点内容，或者所述全国P2P应用服务器判断获知所述应用内容属于全国热点内容，则所述RSP还用于将所述高速缓冲存储器Cache的地址信息发送给所述P2P客户端，以供所述P2P客户端与所述高速缓冲存储器Cache进行所述应用内容的传输。
4.根据权利要求1或2或3所述的***，其特征在于，所述P2P客户端包括索引服务器或P2P用户终端。
5.根据权利要求1或2或3所述的***，其特征在于，所述P2P客户端还用于向DNS服务器发起域名解析请求，接收所述DNS服务器返回的所在城域网内RSP的地址信息，并根据所述地址信息向所述RSP发送接入请求。
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| CN101534204A (zh) * | 2008-03-10 | 2009-09-16 | ***集团宽带业务应用国家工程实验室有限公司 | 流媒体信息分发***和方法及客户端 |
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| US8204791B2 (en) * | 2009-07-13 | 2012-06-19 | International Business Machines Corporation | File fragment pricing in a segmented file sharing network |
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2012
- 2012-09-25 CN CN201210361004.3A patent/CN102904933B/zh active Active
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|---|---|
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