CN1863154B - 对点对点应用进行限流的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了对点对点应用进行限流的方法，该方法主要包括：对报文进行流量统计；根据所述流量统计的结果，查询预先建立的基于设定的域值的流量模型，对所述报文进行流量模型匹配，将匹配命中的报文确定为点对点应用P2P应用报文；对所述P2P应用报文进行限流操作。利用本发明所述方法，可以根据流量模型来识别P2P会话，并对识别出来的P2P会话进行流量限制。

Description

对点对点应用进行限流的方法
技术领域
本发明涉及网络通讯领域，尤其涉及一种对P2P(点对点)应用进行限流的方法。
背景技术
P2P技术是近年来兴起的一种用户之间共享和下载数据的新应用。P2P技术的主要特点是不同PC用户之间、不经过中继设备直接交换数据或服务。P2P打破了传统的Client/Server模式，在对等网络中，每个节点的地位都是相同的，具备客户端和服务器双重特性，可以同时作为服务使用者和服务提供者。P2P允许Internet用户直接使用对方的文件，每个人可以直接连接到其他用户的计算机，并进行文件的交换，而不需要连接到服务器上再进行浏览与下载。
由于P2P技术的飞速发展，互联网的存储模式将由目前的“内容位于中心”模式转变为“内容分散存储”模式，P2P将改变Internet上以大网站为中心的流量状态。传统的Internet流量模型和P2P的流量模型的差别示意图如图1所示。
P2P技术主要提供了分布式交换数据的能力，由于个人用户PC的处理能力和硬盘空间逐步增大，资源分布存储已经变为可能，通过集中资源服务器来存放资源已经不再是资源存放的唯一途径。现在Internet上70％的流量都是P2P应用的流量，而传统的HTTP流量已经不是Internet上的主要流量。以前个人用户的下行流量(从Internet到个人用户)远远大于上行流量，而由于P2P技术的出现，导致个人用户的下行流量和上行流量都很大。因此，P2P技术也同时增加了网络的拥塞。
现在网络最常用的P2P软件主要有如下几种：
1、BT(BitTorrent，***下载)。BitTorrent是一个多点下载的源码公开的P2P软件，使用非常方便，就像一个浏览器插件，很适合新发布的热门资源的下载。BT流量占Internet上所有流量的50％。
2、eDonkey(电驴)。eDonkey是一个公开源代码的P2P下载软件，eDonkey流量占Internet上所有流量的20％。
3、eMule(电骡)。eMule是一个公开源代码的P2P下载软件，eMule流量占Internet上所有流量的20％。
现有技术中一种对P2P应用进行限流的方法为：通过过滤P2P应用的知名端口来进行P2P流量的限制。
在BT实现中，BT客户端之间的连接有一个知名端口范围(6881～6889)。在Emule/Edonkey实现中，Emule/Edonkey的知名端口如下：默认情况下，客户机连接服务器在TCP端口4661(refer as port-s)，客户机访问每一个其它的客户机在TCP端口4662(refer as port-c)和UDP端口4665(refer as port-c-u)。这些端口还可以根据所使用软件的不同，设置为其它的值。该方法通过上述端口范围来识别P2P会话，并对识别出来的会话进行流量限制。
上述对P2P应用进行限流的方法的缺点为：该方法在前期一定程度上是可用的，但是，该方法通过端口范围来识别P2P报文并不准确。
比如，以BT实现为例，虽然BT的官方网站提供了一个默认的监听端口范围(6881～6889)。但是用户通过一定的技术手段可以改变这个端口范围，另外，BT的客户端较多，它们所采用的端口范围及实现方式各不相同，如表1所示。
表1：BT客户端的实现方式和端口范围的关系的示意图
  BT客户端   端口范围
  贪婪ABC   可以手工设置
  BitComet   没有公开
  BitTorrent Plus   可以手工设置
  BitTorrent   6881～6889
  比特精灵Bit Spirit   16881
以Emule/Edonkey实现为例，该软件除了提供上述知名端口外，其本身还提供了一种HiID技术让用户可以自己设置端口。而且以上P2P应用都是开放源码的，因此，要更新P2P应用的端口并不困难。因此，由于P2P应用的端口范围并不固定，通过端口范围来识别P2P报文并不准确。
现有技术中另一种对P2P应用进行限流的方法为：通过解析P2P软件握手信息的特征字来识别P2P会话，并对识别出来的会话进行流量限制。
以BT应用为例，BT报文的识别是通过BT对等协议的握手过程提取出来的，握手的过程是先发送19，接着发送字符串“BitTorrent protocol”，19就是“Bittorrent protocol”的长度。即：标识BT报文的特征字是数字“19”和字符串“BitTorrent protocol”的组合。通过该特征字就可以识别BT会话。
以Emule/Edonkey应用为例，emule/edonkey的协议报文都遵循标准的报文头(数据报文因为有可能产生应用层分片，因此数据报文只有第一个报文有报文头)，该报文头上有一个字节的特征字(E3或C5)，因此可以检查tcp(传输控制协议)数据的前几个报文是否都包含该特征字(E3或C5)，通过该特征字来识别emule/edonkey会话。
上述对P2P应用进行限流的方法的缺点为：该方法具有很大的局限性。
该方法要求路由设备支持会话表，要求路由设备必须在握手阶段对P2P会话进行识别，因此如果路由设备不支持会话表，或者路由设备不做Nat(地址转换协议)就很难对其后续报文进行控制。
由于目前的P2P软件其特征实现差异很大，该方法需要对不同的P2P软件进行不同的识别，也就是对每种P2P软件都需要增加相应的识别方法，因此，该方法无法智能地应付将来出现的新P2P应用，如果将来演进的P2P应用没有特征码，或特征码很难识别，该方法就不适用了。
现有技术中另一种对P2P应用进行限流的方法为：根据报文的地址来对报文进行限流操作。如根据报文的源地址对报文作CAR(流控方式的一种)等操作，或者对报文进行连接数限制等。
上述对P2P应用进行限流的方法的缺点为：该方法没有对报文进行识别，因此，该方法并不精确，也无法对不同的应用报文进行不同的流量限制。
发明内容
本发明的目的是提供一种对P2P应用进行限流的方法，从而可以根据流量模型来识别P2P会话，并对识别出来的P2P会话进行流量限制。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种对点对点应用进行限流的方法，包括：
A、对报文进行流量统计；
B、根据所述流量统计的结果对所述报文进行流量模型匹配，将匹配命中的报文确定为点对点应用P2P应用报文；
C、对所述P2P应用报文进行限流操作。
在设定的时间内，统计报文访问的目的地址的变化速率；
和/或，
在设定的时间内，统计报文的每秒新建会话数；
和/或，
在设定的时间内，统计报文保存连接的目的地址数；
和/或，
在设定的时间内，统计报文保持连接的会话数。
所述的步骤A还包括：
建立基于报文的源地址的统计表，将所述报文流量统计的结果保存在该统计表中，并根据设定的时间，对保存的统计结果进行更新。
所述的步骤B具体包括：
当统计的报文访问的目的地址变化速率达到设定的域值时；
和/或，
当统计的报文每秒新建会话数达到设定的域值时；
和/或，
当统计的报文保存连接的目的地址达到设定的域值时；
和/或，
当统计的报文保持连接的会话数达到设定的域值时，则判定报文的流量模型匹配命中，确定报文为P2P应用报文。
所述的步骤C还包括：
预先建立基于报文的源地址的P2P限流表，将所述流量模型匹配命中的P2P应用报文的源地址和对应的限制策略保存在该P2P限流表中。
所述的步骤C具体包括：
在接收到报文后，如果在所述P2P限流表中查询到该报文的源地址，则对报文执行相应的限流操作；否则，对报文进行流量统计，根据统计结果对报文进行流量模型匹配，对匹配命中的P2P应用报文进行限流操作。
所述的步骤C还包括：
将所述指定的限制策略和访问控制列表ACL相结合，对P2P应用报文进行各种限流操作。
所述的步骤C还包括：
将所述指定的限制策略和访问控制列表ACL相结合，根据P2P应用报文的源地址或目的地址对报文进行限流操作；
或者，
在接收或发送P2P应用报文的方向进行限流操作；
或者，
对P2P应用报文的总报文数进行限制；
或者，
对P2P应用报文的连接数进行限制。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明通过根据流量模型来识别P2P会话，可以有效地对P2P会话进行流量限制。本发明不仅对当前的P2P应用有效，而且对将来有可能出现的新P2P应用同样有效。本发明解决了逐包分析P2P特征而使效率降低的问题。本发明可以和ACL(接入控制列表)结合，根据不同的组网和客户需求来制定不同的P2P限流方案，满足限流方案的多样性，适应面比较广。
附图说明
图1为传统的Internet流量模型和P2P的流量模型的差别示意图；
图2为本方法所述方法的处理流程图。
具体实施方式
本发明提供了一种P2P应用进行限流的方法，本发明的核心为：根据流量模型来识别P2P会话，对识别出来的P2P会话进行流量限制。
下面结合附图来详细描述本发明，本方法所述方法的处理流程如图2所示，包括如下步骤：
步骤2-1、接收到数据报文。
目前消耗带宽型的P2P应用都具有如下的流量模型特征：
1、其短时间内访问的地址特别多，保持连接的地址总数也特别多。以BT应用为例，其访问的地址数很容易超过20个目的IP/秒。
2、同时保持的会话数特别多。以EDonkey/Emule应用为例，平均每个文件的会话数在60个左右，当下载的文件比较多时，一个用户很容易达到上千会话数。
将来有可能出现的新的P2P应用如果需要通过分布的客户间共享资源来提供高带宽的下载，也将不可避免地符合上述流量模型特征。
当在指定的入域，比如报文的收接口、接口集或管理概念的区域，收到需要进行处理的报文后，执行步骤2-2。
步骤2-2、在P2P限流表中是否查到该报文的源地址。
本发明需要建立基于报文的源地址的P2P限流表，在该限流表中保存P2P应用报文的源地址和对应的动作。
在上述P2P限流表的表项中查询该报文的源地址，如果查询到该报文的源地址，执行步骤2-3；否则，执行步骤2-4。
步骤2-3、是否需要限流。
如果在P2P限流表中查询到该报文的源地址，则继续查询和该源地址对应的动作，如果查询到的动作为进行限流处理，执行步骤2-5；如果查询到的动作为不进行限流处理，执行步骤2-10。
步骤2-4、在源地址统计表中是否查到该报文的源地址。
本发明还需要建立基于报文的源地址的统计表，在该统计表中保存报文流量统计的结果，并且统计表的每个表项对应一个定时器。
当在P2P限流表的表项中没有查询到报文的源地址，则继续在上述统计表的表项中查到该报文的源地址，如果查询到该报文的源地址，执行步骤2-6；否则，执行步骤2-7。
步骤2-5、进行限流处理。
按照指定的限制策略，对接收到的P2P应用报文进行限流处理。
如果从步骤2-3过来的，在进行限流处理之前，还可以对接收到的P2P应用报文进行步骤2-6所述的流量统计。
步骤2-6、进行流量统计。
在基于报文源地址的统计表项对应的定时器设定的时间内，对接收到的报文进行流量统计，统计的项目包括如下几种：
1、统计报文访问的目的地址的变化速率；
2、统计报文的每秒新建会话数；
3、统计报文保存连接的目的地址数；
4、统计报文保持连接的会话数。
将流量统计的结果保存在统计表的相应表项中，包括统计到的新目的地址、新会话等信息。并根据该表项对应的定时器设定的时间，对表项中保存的统计结果及时进行更新。然后，执行步骤2-8。
步骤2-7、建立统计表项，创建定时器。
在统计表中建立基于该报文的源地址的表项，该表项中包括报文的源地址信息以及会话信息等信息，并生成一个和该表项对应的定时器，执行步骤2-6。
步骤2-8、进行流量模型匹配。
根据上述统计表的表项中保存的统计结果对报文进行流量模型匹配，即判断该报文的流量是否具备P2P应用的特征，判断的依据包括如下几种：
1、判断记录的报文访问的目的地址变化速率是否达到设定的域值；
2、判断记录的报文每秒新建会话数是否达到设定的域值；
3、判断记录的报文保存连接的目的地址是否达到设定的域值；
4、判断记录的报文保持连接的会话数是否达到设定的域值。
上述四种判断依据可以单独判断报文的流量是否符合P2P应用的特征，也可以进行自由组合作为复合的条件判断。如果判断报文的流量符合P2P应用的特征，则执行步骤2-9；否则，在上述统计表中删除该报文的源地址对应的表项，执行步骤2-10。
步骤2-9、在P2P限流表中创建限流表项。
在P2P限流表中建立基于该报文的源地址的相应表项，执行步骤2-5。
步骤2-10、进行正常转发。
对接收到的报文进行正常的转发处理。
在实际应用中，上述基于流量模型的限流方案还可以和ACL(AccessControl List，访问控制列表)配合使用，对用户进行各种不同的P2P限流操作。比如：可以根据ACL，对网段为110.10.10.0、掩码为24位的用户进行P2P限流操作；可以根据ACL控制P2P限流的方向，即可以根据报文的源IP来进行P2P限流操作，也可以根据报文的目的IP来进行限流操作，可以在接收报文的方向进行限流操作，也可以在发送报文的方向进行限流操作；可以对报文的总报文数进行限制，也可以对报文的连接数进行限制等。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种对点对点应用进行限流的方法，其特征在于，包括：
A、对报文进行流量统计，所述的流量统计包括：在设定的时间内，统计报文访问的目的地址的变化速率；和/或，在设定的时间内，统计报文的每秒新建会话数；和/或，在设定的时间内，统计报文保存连接的目的地址数；和/或，在设定的时间内，统计报文保持连接的会话数；
B、根据所述流量统计的结果对所述报文进行流量模型匹配，当统计的报文访问的目的地址变化速率达到设定的域值时；和/或，当统计的报文每秒新建会话数达到设定的域值时；和/或，当统计的报文保存连接的目的地址数达到设定的域值时；和/或，当统计的报文保持连接的会话数达到设定的域值时，则判定报文的流量模型匹配命中，确定报文为P2P应用报文；
C、按照指定的限制策略，对所述P2P应用报文进行限流操作。
2.根据权利要求1所述对点对点应用进行限流的方法，其特征在于，所述的步骤A还包括：
建立基于报文的源地址的统计表，将所述报文流量统计的结果保存在该统计表中，并根据设定的时间，对保存的统计结果进行更新。
3.根据权利要求1或2所述对点对点应用进行限流的方法，其特征在于，所述的方法还包括：
预先建立基于报文的源地址的P2P限流表，将所述流量模型匹配命中的P2P应用报文的源地址和对应的限制策略保存在该P2P限流表中。
4.根据权利要求3所述对点对点应用进行限流的方法，其特征在于，所述的方法还包括：
在接收到报文后，如果在所述P2P限流表中查询到该报文的源地址，则对报文执行相应的限流操作；否则，对报文进行流量统计，根据统计结果对报文进行流量模型匹配，对匹配命中的P2P应用报文进行限流操作。
5.根据权利要求1所述对点对点应用进行限流的方法，其特征在于，所述的步骤C还包括：
将所述指定的限制策略和访问控制列表ACL相结合，对P2P应用报文进行各种限流操作。
6.根据权利要求5所述对点对点应用进行限流的方法，其特征在于，所述的步骤C还包括：
将所述指定的限制策略和访问控制列表ACL相结合，根据P2P应用报文的源地址或目的地址对报文进行限流操作；
或者，
在接收或发送P2P应用报文的方向进行限流操作；
或者，
对P2P应用报文的总报文数进行限制；
或者，
对P2P应用报文的连接数进行限制。
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