CN101170496A - 一种点对点媒体流确定方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供了一种点对点媒体流确定方法和装置，可有效识别点对点媒体流，以便对进行点对点媒体流通信的主机进行流量控制，使得网络系统稳定运行。所述方法包括：采集媒体流，所述媒体流包括数据包；根据媒体流中数据包所采用的协议和数据包特征确定点对点媒体流。本发明实施例通过数据包特征对PMS进行识别，该方法简单，可根据需要满足不同方面的需求，如对进行PMS通信的主机进行流量控制，以提高网络系统运行效率。或者对签约PMS业务的用户实施业务保证，而对非签约PMS业务的用户实施“尽力而为”策略。

Description

一种点对点媒体流确定方法和装置

技术领域

本发明涉及一种通信技术，尤其涉及一种点对点媒体流(PMS)确定方法和装置。

背景技术

在使用P2P(Peer-to-Peer，P2P)技术的网络模型中，各节点是对等的，具有相同的责任和能力，可方便地共享各种信息资源。由于信息资源共享的重要性和广泛性，使得具有信息资源共享的P2P技术得到了快速的普及和发展，吸引着越来越多的人使用P2P技术共享各种信息资源，这样，采用P2P技术的各种媒体流(P2P Media Streaming，PMS，也称作P2P媒体流)的流量在整个网络流量中的比重也与日俱增。据统计，仅在短短的几年时间内，P2P媒体流的流量已经占据了固定网络中流量的60％以上，相应地P2P媒体流的通信占据了较大的带宽，对WEB、Email等其他网络服务构成了严重威胁。于是，如何识别P2P媒体流以便对其进行控制渐渐的成为了人们比较关心的问题。

在现有技术中，识别PMS有两种方法：基于端口识别方法和基于关键字识别方法。下面分别介绍这两种方法。

1、基于端口识别方法

该方法通过确定媒体流所使用的端口而确定该媒体流是否为PMS。当媒体流所使用的端口与预定的端口相等时，便认为该媒体流是PMS，否则，就认为该媒体流不是PMS。对基于端口的PMS识别方法，由于目前有一些PMS不再使用固定端口(即，使用动态端口)，使得通过端口无法识别这类PMS。

2、基于关键字识别方法

该方法是通过研究PMS所具有的关键字来确定PMS。通过对数据包进行深度检测，当媒体流的数据包中特定位置具有特定关键字时，就可以确定该媒体流属于PMS。对基于关键字的PMS识别方法，关键字的部分或全部字节可能随软件的运行环境、版本等改变而改变。为了识别PMS，就要追踪各种PMS的最新关键字信息，以保证所归纳出的关键字是PMS的关键字。因此，这种方法费时费力。

综上所述，目前还没有有效的PMS识别方法，从而不能有效地控制PMS，使得目前网络系统在PMS影响下，运行很不稳定，有时甚至出现瘫痪现象。

发明内容

本发明实施例提供了一种PMS确定方法和装置，可有效识别PMS，以便对进行PMS通信的主机进行流量控制，使得网络系统稳定运行。

本发明实施例提供了一种点对点媒体流确定方法，包括：

采集媒体流，所述媒体流包括数据包；

根据所述媒体流中所述数据包所采用的协议和数据包特征确定点对点媒体流。

本发明实施例还公开了一种点对点媒体流确定装置，包括：

采集单元，用于采集媒体流，所述媒体流包括数据包；

确定单元，用于根据所述采集单元采集的媒体流中数据包所采用的协议和数据包特征确定点对点媒体流。

本发明实施例通过数据包特征对PMS进行识别，该方法简单，可根据需要满足不同方面的需求，如对进行PMS通信的主机进行流量控制，以提高网络系统运行效率。或者对签约PMS业务的用户实施业务保证，而对非签约PMS业务的用户实施“尽力而为”策略。

附图说明

图1示出了本发明实施例的PMS的确定流程；

图2示出了本发明实施例的TCP-PMS的数据包长度特征；

图3示出了本发明实施例的PMS的数据包长度匹配模板；

图4示出了本发明实施例的UDP-PMS的数据包长度特征；

图5示出了本发明实施例三的PMS的确定装置；

图6示出了本发明实施例的PMS媒体流的识别样本；

图7示出了本发明实施例的PMS媒体流的识别结果。

具体实施方式

为了便于本领域一般技术人员理解和实现本发明，现结合附图描绘本发明的实施例。

参照图1，描述本发明的PMS识别方法。

步骤11、监测网络中主机的流量变化量。

步骤12、判断所述主机的流量变化量是否大于流量变化阈值LR，若是，则执行步骤13，否则，返回步骤11。

流量变化阈值LR可以设为100倍。

也可以不监测网络中主机的流量变化量，直接执行步骤13，采集通过该主机的媒体流。

步骤13、对通过该主体的媒体流进行抽样采集，所述媒体流包括数据包。例如：可采集500个数据包，以作为识别PMS的样本。

步骤14、根据媒体流中数据包所采用的协议和数据包特征确定抽样采集所得到的媒体流是否为PMS(确定方法参见实施例一和实施例二)，所述协议为传输控制协议或用户数据报协议，所述数据包特征包括数据包长度特征或数据包地址特征。

步骤15、记录识别出的PMS所对应的IP地址，以便将该IP地址信息提供给流量管理设备，使流量管理设备对IP地址对应的主机进行流量的管理和控制(如限速、禁止接入Intemet等)。

由于PMS可通过传输控制协议(Transfer Control Protocol，TCP)或用户数据报协议(User Datagram Protocol，UDP)来传输，下面通过实施例一和实施例二分别描述对采用TCP和UDP的PMS进行识别的方法。

实施例一

对于采用TCP作为传输协议的PMS，经过对大量PMS的分析，PMS中数据包长度这一特征具有相对较为固定的特点，这样，就可考虑利用数据包长度特征来识别PMS。

如图2所示，对于采用TCP作为传输协议的PMS，两个主机之间交互非常频繁，通常仅在传输少数(甚至一、两个，一般在4个以下)包含节目数据的数据包(下面将这类数据包也称为长数据包)之后，便再次交互包括控制信息的数据包(下面将这类数据包也称为短数据包)。其中长数据包在1400bytes以上；短数据包长度则一般均在1000bytes以下。因此，采用TCP作为传输协议的PMS为长数据包、短数据包相间的媒体流。

为了确定某个数据是否为长数据包或短数据包，可设置一个长度阈值，将数据包长度与长度阈值进行比较，若大于长度阈值，则认为该数据包为长数据包，否则，认为该数据包为短数据包。在本实施例中，可将长度阈值设为1000字节。

为了提高识别的准确性，本实施例采用匹配模板(sPS1，sLS，sPS2)作为PMS流的匹配模板，其中，sPS1为第一标准连续长数据包个数，sLS为标准连续短数据包的长度，sPS2为第二标准连续长数据包个数。图3示出了匹配模板(sPS1，sLS，sPS2)。其中，sPS1示出了第一标准连续长数据包的个数、sLS示出了标准短数据包的总字节数、sPS2示出了第二标准连续长数据包的个数。例如：在本实施例的匹配模板(sPS1，sLS，sPS2)中，sPS1＝3个，sLS＝1000字节，sPS2＝3个。

这样，依次确定媒体流中连续长数据包个数PS1、连续短数据包的总字节数LS、连续长数据包个数PS2。确定方法如下：

首先，从采集的媒体流中取一个数据包，判断所述数据包是否为长数据包，若否，取下一个数据包，重复本步骤，直到数据包为长数据包或者到达最后一个数据包为止。

其次，确定长数据包个数，方法如下：为PS1或PS2设置一个初始值，例如：在本实施例中设置为1；将媒体流中当前数据包的下一个数据包作为当前数据包，判断当前数据包是否为长数据包，若是，将PS1或PS2加上一预设的增值，在本实施例中设置为1，重复本步骤，直到当前数据包为短数据包或者到达最后一个数据包，返回PS1或PS2的值。

最后，确定短数据包总字节数，方法如下：为LS设置一个初始值，例如，将LS的初始值设置0；将所采集的媒体流中的第一个短数据包作为当前数据包，并将第一个短数据包的长度加上LS的初始值；然后，将媒体流中当前数据包的下一个数据包作为当前数据包，判断当前数据包是否为短数据包，若是，将LS加上当前数据包长度，重复本步骤，直到当前数据包为长数据包或者到达最后一个数据包，返回LS的值。

重复上述确定长数据包个数(PS1、PS2)步骤、确定短数据的总字节数(LS)步骤，就会得到一组媒体流的数据包特征(PS，LS，PS，...，)。将匹配模板与媒体流的数据包特征进行匹配，便可确定该媒体流是否为PMS，判断方法如下：

其中，M为识别因子，当M＝1时，表示该媒体流为TCP-PMS流，当M＝0时，表示该媒体流不是TCP-PMS流；“&&”代表“逻辑与”运算，此处其计算规则是仅当参与运算的所有数值均为非负数的时候其结果才为1(防止将PS1＝sPS或PS2＝sPS的情况误判为非PMS流量)，否则为0。

实施例二

对于UDP-PMS，UDP-PMS传输节目数据的数据包长度亦较大，之间亦穿插着少数个长度较小的包括控制信息的数据包，为了确定某个数据是否为长数据包或短数据包，可设置一个长度阈值，将数据包长度与长度阈值进行比较，若大于长度阈值，则认为该数据包为长数据包，否则，认为该数据包为短数据包。在本实施例中，可将长度阈值设为900字节。图4示出了本发明实施例的UDP-PMS的数据包长度特征。

从检测到的长数据包开始，直至检测到短数据包结束，将该短数据包设为当前数据包，若当前数据包源地址与前一数据包源地址相等、且当前数据包目的地址与前一数据包目的地址相等，则将该媒体流确定为点对点媒体流。判断方法可用下面公式表示：

$M^{\′}=(\mathrm{Src}\left({\mathrm{ei}}^{\′}\right)==\mathrm{Src}({\mathrm{ei}}^{\′}-1))\×(\mathrm{Dst}\left({\mathrm{ei}}^{\′}\right)==\mathrm{Dst}({\mathrm{ei}}^{\′}-1))=\left\{\begin{array}{c}1\\ 0\end{array}\right.$

其中，M′为识别因子，当M′＝1时，表示该媒体流为UDP-PMS流，当M′＝0时，表示该媒体流不是UDP-PMS流；“＝＝”的运算规则是：如符号两边的数值相等，则运算结果为1，否则为0；Src(ei’)表示当前数据包的源地址；Src(ei’-1)为当前数据包的前一数据包的源地址；Dst(ei’)表示当前数据包的目的地址；Dst(ei’-1)为当前数据包的前一数据包的目的地址。

实施例三

如图5所示，本实施例描述一种点对点媒体流确定装置，包括：采集单元，用于采集媒体流，所述媒体流包括数据包；确定单元，用于根据所述采集单元采集的媒体流中数据包所采用的协议和数据包特征确定点对点媒体流，所述协议为传输控制协议或用户数据报协议，所述数据包特征包括数据包长度特征或数据包地址特征。

所述确定单元具体包括：判断单元，用于判断媒体流中数据包所采用协议，当判断结果为传输控制协议时，启动第一确定单元；当判断结果为用户数据报协议时，启动第二确定单元；第一确定单元，用于依次确定媒体流中连续长数据包个数PS1、连续短数据包的总字节数LS、连续长数据包个数PS2；当(sPS-PS1)&&(sLS-LS)&&(sPS-PS2)为真时，则该媒体流为点对点媒体流，其中，(sPS-PS1)、(sLS-LS)和(sPS-PS2)为非负数时，其值为真，否则其值为假；&&为逻辑与；sPS为第一标准连续长数据包个数，sPS2为第二标准连续长数据包个数，sLS为标准连续短数据包的总字节数；第二确定单元，用于从检测到的长数据包开始，直至检测到短数据包结束，将该短数据包设为当前数据包；若当前数据包源地址与前一数据包源地址相等、且当前数据包目的地址与前一数据包目的地址相等，则将该媒体流确定为点对点媒体流。

为了说明本发明实施例中识别PMS方法的正确性，进行了实验验证。如图6所示，现给定多种类型流量样本数据，其中包括5组PMS媒体流：PPLive、MySee、TVKoo(酷视网络电视)、UUSee(悠视网络电视)、PPStream，以及多组其他类型的流量：BT(一种大型文件共享软件)、KuGoo(酷狗)。根据每个媒体流中数据包长度进行绘图。其中，PPLive(TCP-PMS1)、UUSee(TCP-PMS2)、PPStream(TCP-PMS3)为TCP-PMS，MySee(UDP-PMS1)、TVKoo(UDP-PMS2)为UDP-PMS。采用实施例一和实施例二方法分别对TCP-PMS和UDP-PMS媒体流进行识别，识别结果如图7所示。从图7可以看出。在图7中识别了所有的PMS媒体流，因此，识别成功率为100％；另一方面，由于在图7中没有一个非PMS媒体流，因此，没有将非PMS媒体流误判为PMS媒体流，故误判率为0。

综上所述，本发明实施例通过数据包的长度特征对PMS进行识别，该方法简单，且通过实验证明，准确率高，可有效识别PMS。从而，可以根据需求对PMS进行有效控制，如对进行PMS通信的主机进行流量控制，以提高网络系统运行效率；或者对签约PMS业务的用户实施业务保证，而对非签约PMS业务的用户实施“尽力而为”策略。

虽然通过实施例描绘了本发明，但本领域普通技术人员知道，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，就可使本发明有许多变形和变化，本发明的范围由所附的权利要求来限定。

Claims (11)

1.一种点对点媒体流确定方法，其特征在于，包括：

采集媒体流，所述媒体流包括数据包；

根据所述媒体流中所述数据包所采用的协议和数据包特征确定点对点媒体流。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述协议为传输控制协议或用户数据报协议，所述数据包特征包括数据包长度特征或数据包地址特征。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述协议为传输控制协议，所述数据包特征为数据包长度特征，所述数据包长度特征包括第一连续长数据包个数、连续短数据包的总字节数、第二连续长数据包个数；

所述根据所述媒体流中所述数据包所采用的协议和数据包特征确定点对点媒体流具体包括：

依次确定媒体流中所述第一连续长数据包个数、所述连续短数据包的总字节数、所述第二连续长数据包个数；

当第一标准连续长数据包个数减去所述第一连续长数据包个数为非负数、标准连续短数据包的总字节数减去所述连续短数据包的总字节数为非负数、且第二标准连续长数据包个数减去所述第二连续长数据包个数为非负数时，则确定包含所述数据包的媒体流为点对点媒体流。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定所述第一连续长数据包个数、或确定所述第二连续长数据包个数的步骤具体包括：

在所述媒体流中采集第一个长数据包，并为所述第一连续长数据包个数或所述第二连续长数据包个数设置一个初始值；

将所述第一个长数据的下一个数据包作为当前数据包，判断当前数据包是否为长数据包，若是，则将所述第一连续长数据包个数或所述第二连续长数据包个数的初始值加上一个预设的增值，重复本步骤，直到当前数据包为短数据包或者到达最后一个数据包时，返回所述第一连续长数据包个数或所述第二连续长数据包个数。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述在所述媒体流中采集第一个长数据包的步骤具体包括：

从采集的媒体流中取一个数据包，判断所述数据包是否为长数据包，若否，取下一个数据包，重复本步骤，直到数据包为长数据包或者到达最后一个数据包为止。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定所述连续短数据包的总字节数的步骤具体包括：

为所述连续短数据包的总字节数设置一个初始值；

将媒体流中当前数据包的下一个数据包作为当前数据包，判断当前数据包是否为短数据包，若是，将所述连续短数据包的总字节数加上当前数据包长度，重复本步骤，直到当前数据包为长数据包或者到达最后一个数据包时，返回所述连续短数据包的总字节数。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述协议为用户数据报协议，所述数据包特征为数据包地址特征，所述根据所述媒体流中所述数据包所采用的协议和数据包特征确定点对点媒体流的步骤具体包括：

从检测到的长数据包开始，直至检测到短数据包，将该短数据包设为当前数据包；

若当前数据包源地址与前一数据包源地址相同、且当前数据包目的地址与所述前一数据包目的地址相同，则将该媒体流确定为点对点媒体流。

8.根据权利要求1至7任一项所述的方法，其特征在于，在采集媒体流之前，所述方法还包括：

监测主机的流量变化量；

当所述主机的流量变化大于流量变化阈值时，采集所述媒体流。

9.根据权利要求1至7任一项所述的方法，其特征在于，在所述确定点对点媒体流的步骤之后，所述方法还包括：记录该媒体流的源地址和目的地址。

10.一种点对点媒体流确定装置，其特征在于，包括：

采集单元，用于采集媒体流，所述媒体流包括数据包；

确定单元，用于根据所述采集单元采集的媒体流中数据包所采用的协议和数据包特征确定点对点媒体流。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述确定单元具体包括：

判断单元，用于判断所述媒体流中数据包所采用协议，当判断结果为传输控制协议时，启动第一确定单元；当判断结果为用户数据报协议时，启动第二确定单元；

所述第一确定单元，用于依次确定媒体流中第一连续长数据包个数、连续短数据包的总字节数、第二连续长数据包个数；当第一标准连续长数据包个数减去所述第一连续长数据包个数为非负数、标准连续短数据包的总字节数减去所述连续短数据包的总字节数为非负数、且第二标准连续长数据包个数减去所述第二连续长数据包个数为非负数时，则确定包含所述数据包的媒体流为点对点媒体流；

所述第二确定单元，用于从检测到的长数据包开始，直至检测到短数据包结束，将该短数据包设为当前数据包；若当前数据包源地址与前一数据包源地址相等、且当前数据包目的地址与前一数据包目的地址相等，则将媒体流确定点对点媒体流。

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