CN101355508A

CN101355508A - P2p流量控制方法及装置

Info

Publication number: CN101355508A
Application number: CNA2008101668043A
Authority: CN
Inventors: 朱永庆; 邹洁; 唐宏
Original assignee: China Telecom Corp Ltd
Current assignee: China Telecom Corp Ltd
Priority date: 2008-09-25
Filing date: 2008-09-25
Publication date: 2009-01-28

Abstract

本发明涉及一种P2P流量控制方法，包括：当监测的数据报文与PE设备中上行会话组的源IP地址、源端口和协议类型相同，且与该上行会话组中已有数据报文的目的IP地址或目的端口不同时，PE设备将上行会话组状态表项中的状态参数设置为活动状态；检测上行会话组所占用的带宽是否超过预设的带宽上限，超过则对该带宽进行抑制，以使不超过带宽上限。本发明不针对P2P应用的具体特征，而根据P2P应用的上行流量较大的特点来监测P2P流量，并利用P2P应用的强制共享原则，实现对P2P上行流量和下行流量的控制。本发明还涉及一种P2P流量控制装置。本发明可以以较低成本在现有设备实现，对设备性能影响较小，配置简单，易于部署实现。

Description

P2P流量控制方法及装置

技术领域

本发明涉及数据通信领域，尤其涉及一种P2P流量控制方法及控制装置。

背景技术

随着P2P技术的出现和发展，人们越来越多地将P2P技术应用到文件下载等领域，既丰富了互联网应用，又提高了互联网对用户的吸引力。这类P2P应用通常具有以下技术特点：每个P2P节点在内容下载过程中会为其它P2P节点提供内容上传服务，而且该P2P节点会与多个Peer建立连接，以便更快地获得和提供内容资源。无论基于TCP协议还是UDP协议，P2P节点在下载过程中都会采用固定的“监听”端口(Port)。为避免某些P2P用户内容下载过程中的“free-rider”行为(免费搭乘行为，即只享受内容下载服务而不提供内容上传服务的行为)，P2P应用通常采用强制共享机制，使P2P下载速度与上传速度正相关，根据观测结果，单个P2P节点的实际下载速度通常是其上传速度的1-4倍。

因此，这类P2P应用对其它互联网应用通常表现出较强的带宽侵占现象，对VOIP、视频会议等互联网应用造成较大影响，导致用户体验的下降。

为了克服P2P应用给其他互联网应用带来的不利影响，已经出现了多种P2P流量控制的方法，常用的方法有基于P2P协议端口的P2P流量控制方法、基于P2P系统关键节点的P2P流量控制方法和基于DPI技术的P2P流量控制方法等。这些方法在一定程度上实现了对P2P流量的控制，但存在一定局限性，主要表现在：

(1)针对P2P应用的具体特征(如关键节点、协议端口和特征字等)进行识别和控制，不能主动应对P2P的变化，当这些具体特征发生变化或出现新的P2P应用时，必须对这些新特征或新应用重新识别，才能进行有效控制。

(2)由于需要被动跟踪P2P的变化，导致增加了大量的网络运营和维护成本来达到较为理想的控制效果。

发明内容

本发明的目的是提出一种P2P流量控制方法及装置，能够以较低成本实现P2P流量的有效控制，从而保障用户对其它互联网应用的体验不受影响。

为实现上述目的，本发明提供了一种P2P流量控制方法，包括：

当监测到的数据报文与在运营商边缘设备中设置的上行会话组的源IP地址、源端口和协议类型相同，且与该上行会话组中已有的数据报文的目的IP地址或目的端口不同时，运营商边缘设备将该上行会话组对应的上行会话组状态表项中的状态参数设置为活动状态；

检测所述上行会话组所占用的带宽是否超过预设的带宽上限，如果超过，则对所述上行会话组所占用的带宽进行抑制，以使得不超过预设的带宽上限。

进一步的，在所述上行会话组表项的状态参数设置为活动状态之后，还包括以下步骤：

检测所述上行会话组中是否存在处于活动状态的数据流量，是则继续保持所述上行会话组状态表项中的状态参数为活动状态，否则将所述上行会话组状态表项中的状态参数设置为非活动状态。

进一步的，所述检测所述上行会话组中是否存在处于活动状态的数据流量的操作具体为：

如果所述上行会话组的协议类型为传输控制协议，则根据传输控制协议的状态过程来判断所述上行会话组是否存在处于活动状态的传输控制协议数据流量；

如果所述上行会话组的协议类型为用户数据报协议，则根据用户数据报协议报文到达的时间间隔是否超过预设时间来判断所述上行会话组是否存在处于活动状态的用户数据报协议数据流量。

进一步的，当所述上行会话组状态表项中的状态参数被设置为非活动状态时，启动定时器，如果在定时器计时结束时，仍未监测到处于活动状态的数据流量，则删除所述上行会话组状态表项。

进一步的，当第一次监测到与预先建立的上行会话组的源IP地址、源端口和协议类型相同的数据报文时，在运营商边缘设备中建立一个与该上行会话组对应的上行会话组状态表项，所述上行会话组表项包括所述数据报文所属的上行会话组的标识、状态参数和带宽上限，并设置该状态参数为初始状态。

为实现上述目的，本发明提供了一种P2P流量控制装置，设于运营商边缘设备中，包括：

上行会话组模块，用于根据用户主机的源IP地址、源端口和协议类型设置上行会话组，所述上行会话组与上行会话组状态表项相对应，并在所述上行会话组状态表项中设置所述上行会话组的带宽上限；

流量监测模块，用于监测源IP地址为所述用户主机IP的数据报文；

第一状态设置模块，用于在监测到的数据报文与在上行会话组模块中设置的上行会话组的源IP地址、源端口和协议类型相同，且与该上行会话组中已有的数据报文的目的IP地址或目的端口不同时，将该上行会话组状态表项的状态参数设置为活动状态；

带宽控制模块，用于检测所述上行会话组表项所占用的带宽是否超过预设的带宽上限，如果超过，则对所述上行会话组所占用的带宽进行抑制，以使得不超过预设的带宽上限。

进一步的，该装置还包括：第二状态设置模块，用于检测所述上行会话组中是否存在处于活动状态的数据流量，是则继续保持所述上行会话组状态表项的状态参数为活动状态，否则将所述上行会话组状态表项的状态参数设置为非活动状态。

进一步的，该装置还包括：计时模块，用于当所述上行会话组状态表项的状态参数被设置为非活动状态时启动，如果在计时结束时，仍未监测到处于活动状态的数据流量，则删除该上行会话组表项。

进一步的，该装置还包括：表项建立模块，用于当第一次监测到与预先建立的上行会话组的源IP地址、源端口和协议类型相同的数据报文时，在运营商边缘设备中建立一个与该上行会话组对应的上行会话组状态表项，所述上行会话组表项包括所述数据报文所属的上行会话组的标识、状态参数和带宽上限，并设置该状态参数为初始状态。

基于上述技术方案，本发明不针对P2P应用的具体特征，而是根据下载型P2P等应用的上行流量较大的特点来监测P2P流量，并利用该类型P2P应用的强制共享原则，实现对该类型P2P上行流量和下行流量的控制。本发明可以以较低成本在现有的设备实现，对设备性能影响较小，配置简单，易于部署实现。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明P2P流量控制方法的一应用实施例的流程示意图。

图2为本发明P2P流量控制装置的一实施例的结构示意图。

图3为本发明P2P流量控制装置的另一实施例的结构示意图。

图4为本发明P2P流量控制装置的又一实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

本发明的P2P流量控制过程一般可在运营商边缘设备(ProviderEdge，简称PE)上进行，当用户主机通过PE设备(例如宽带接入服务器BRAS、业务路由器SR或家庭网关)进行数据传输时，PE设备可以通过控制上行会话组的带宽的方式来控制该用户主机的P2P占用带宽。

为了更清楚地了解本发明的技术方案，这里介绍一下上行会话组和上行会话组状态表项的概念。由<源IP地址(Src.IP)，源端口(Src.Port)，目的IP地址(Dest.IP)，目的端口(Dest.Port)，协议类型Protocol>可唯一的确定一条数据流。所谓上行会话组是指由一条或多条<Src.IP，Src.Port，Protocol>相同而Dest.IP/Dest.Port不同的并发数据流所构成的组合。通常可以预先在PE设备上设置针对于不同用户主机的多个上行会话组，每个上行会话组中均可包括该用户主机的一条或多条数据流。

上行会话组状态表项是与上行会话组相对应的状态记录，一般至少包括以下信息：上行会话组的标识ID、状态参数和带宽上限。所谓状态参数常用的可包括初始状态Initial、活动状态Active和非活动状态Inactive。

用户主机通过PE设备进行数据传输，因此PE设备就可以不断对用户流量进行监控，当监测到的TCP/UDP数据报文与在PE设备中设置的上行会话组的源IP地址、源端口和协议类型相同，且与该上行会话组中已有的数据报文的目的IP地址或目的端口不同时，PE设备将该上行会话组对应的上行会话组状态表项中的状态参数设置为Active。然后PE设备会检测该上行会话组所占用的带宽是否超过预设的带宽上限，如果超过该带宽上限，则对上行会话组所占用的带宽进行抑制，以使得不超过预设的带宽上限。

由于对于普通家庭宽带用户来说，并不经常采用C/S模式对外提供互联网服务，因此如果存在上行会话组的流量，一般都可被认定为P2P上行流量，因此当PE设备监测到上行流量时，通过对该上行会话组的带宽抑制，可实现对P2P上行流量的限制。此外，根据下载型P2P应用的强制共享原则，下行带宽通常为上行带宽的1～4倍，如果上行带宽被抑制，则间接的抑制了下行带宽，从而确保了其他互联网应用的正常使用，不会导致用户的使用体验下降。

下面通过图1进一步的对本发明的一个应用实施例进行详细介绍。流程如下：

步骤101、在PE设备上预先设置针对用户主机的上行会话组，该上行会话组具有该用户主机的源IP地址、源端口和协议类型等信息。

步骤102、在PE设备上设置该上行会话组的带宽上限，该带宽上限的设定要考虑到P2P流量的使用是否会对用户正常的互联网应用造成不良影响。

步骤103、用户主机通过PE设备进行数据传输。

步骤104、PE设备对以用户主机IP为源IP的数据报文进行监测。

步骤105、若PE设备监测到与该上行会话组的源IP地址、源端口和协议类型相同的数据报文，这时如果是第一次监测到，则执行步骤106，否则执行步骤107。

步骤106、在PE设备中建立一个与该上行会话组对应的上行会话组状态表项，该上行会话组表项包括该数据报文所属的上行会话组的标识、状态参数和带宽上限(即步骤102中设定的带宽上限)，并设置该状态参数为初始状态Initial，然后回步骤104，继续监测数据流量。

步骤107、判断该数据报文是否满足这样的条件，即与PE设备中设置的上行会话组的<Src.IP，Src.Port，Protocol>相同，且与该上行会话组中已有的数据报文的Dest.IP/Dest.Port不同，如果满足，则执行步骤108，否则回步骤104，继续监测数据流量。

步骤108、PE设备将该上行会话组对应的上行会话组状态表项中的状态参数设置为活动状态Active。

步骤109、PE设备检测该上行会话组中所包括的数据流量所占用的带宽是否超过带宽上限，如果超过，则执行步骤110，否则执行步骤111。

步骤110、PE设备对该上行会话组所占用的带宽进行抑制，以使得不超过预设的带宽上限。

步骤111、PE设备检测该上行会话组中是否存在处于活动状态的数据流量，是则执行回步骤109，否则执行步骤112。对于不同协议类型的报文来说，检测处于活动状态的做法有所区别，例如当上行会话组的协议类型为TCP，由于TCP是基于状态的协议，因此可以根据TCP协议的状态过程SYNC/ACK/FIN来判断该上行会话组是否存在处于活动状态的TCP数据流量。如果上行会话组的协议类型为UDP，由于UDP属于无状态协议，因此可通过UDP报文到达的时间间隔是否超过预设时间来判断该上行会话组是否存在处于活动状态的UDP数据流量。

步骤112、当PE设备检测该上行会话组中不存在处于活动状态的数据流量时，设置上行会话组状态表项中的状态参数为非活动状态Inactive，并启动定时器。

步骤113、在定时器计时结束时，判断是否监测到处于活动状态的数据流量，是则回步骤104，继续监测数据流量，否则执行步骤114。

步骤114、PE设备删除该上行会话组对应的上行会话组状态表项，释放该表项所占用的存储空间。

在其他的实施例中，步骤101-102可以从P2P流量控制过程独立出来，作为设备初始化的内容。此外，在其他的实施例中，还可以在上行会话组表项中加入活动的数据流量数目来实现上行会话组的状态判断。

以ADSL用户通过家庭网关上网为例，该用户的上行带宽为512Kbps，下行带宽为2Mbps。该用户通过P2P应用进行文件下载的同时，还在使用Web浏览、Email和语音聊天等网络应用。由于下载型P2P应用对带宽的侵占性，该用户的512Kbps上行带宽极易被下载型P2P应用完全占用，造成其他网络应用质量下降甚至不可用。

在家庭网关上进行上行会话组的带宽限制，使下载型P2P应用的上行带宽限制在400Kbps，则Web浏览、Email和语音聊天等网络应用就会有足够的上行带宽；根据下载型P2P应用的强制共享原则，其下行带宽通常是上行带宽的1-4倍，在保证下载P2P应用一定带宽的情况下，仍有足够的下行带宽供Web浏览、Email和语音聊天等网络应用使用，因此不会造成这些应用的用户体验下降。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述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计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；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。

如图2所示，为本发明P2P流量控制装置的一实施例的结构示意图。该实施例包括：上行会话组模块1、流量监测模块2、第一状态设置模块3和带宽控制模块4。

其中上行会话组模块1用于根据用户主机的源IP地址、源端口和协议类型设置上行会话组，所述上行会话组与上行会话组状态表项相对应，并在所述上行会话组状态表项中设置所述上行会话组的带宽上限。流量监测模块2用于监测源IP地址为所述用户主机IP的数据报文。第一状态设置模块3用于在监测到的数据报文与在上行会话组模块中设置的上行会话组的源IP地址、源端口和协议类型相同，且与该上行会话组中已有的数据报文的目的IP地址或目的端口不同时，将该上行会话组状态表项的状态参数设置为活动状态。带宽控制模块4用于检测所述上行会话组表项所占用的带宽是否超过预设的带宽上限，如果超过，则对所述上行会话组所占用的带宽进行抑制，以使得不超过预设的带宽上限。

如图3所示，为本发明P2P流量控制装置的另一实施例的结构示意图。与上一实施例相比，本实施例还包括第二状态设置模块5，该模块用于检测所述上行会话组中是否存在处于活动状态的数据流量，是则继续保持所述上行会话组状态表项的状态参数为活动状态，否则将所述上行会话组状态表项的状态参数设置为非活动状态。

在另一更优实施例中，还包括计时模块，可以当所述上行会话组状态表项的状态参数被设置为非活动状态时启动，如果在计时结束时，仍未监测到处于活动状态的数据流量，则删除该上行会话组表项，以此释放表项所占用的资源。

如图4所示，为本发明P2P流量控制装置的又一实施例的结构示意图。与上一实施例相比，本实施例还包括表项建立模块6，该模块用于当第一次监测到与预先建立的上行会话组的源IP地址、源端口和协议类型相同的数据报文时，在PE设备中建立一个与该上行会话组对应的上行会话组状态表项，上行会话组表项包括所述数据报文所属的上行会话组的标识、状态参数和带宽上限，并设置该状态参数为初始状态。

本发明不针对P2P应用的具体特征，而是根据P2P应用的上行流量较大的特点来监测P2P流量，并利用P2P应用的强制共享原则，实现对P2P上行流量和下行流量的控制。本发明可以以较低成本在现有的设备实现，对设备性能影响较小，配置简单，易于部署实现。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims

1、一种P2P流量控制方法，包括：

2、根据权利要求1所述的P2P流量控制方法，其中在所述上行会话组表项的状态参数设置为活动状态之后，还包括以下步骤：

3、根据权利要求2所述的P2P流量控制方法，其中所述检测所述上行会话组中是否存在处于活动状态的数据流量的操作具体为：

如果所述上行会话组的协议类型为传输控制协议，则根据所述传输控制协议的状态过程来判断所述上行会话组是否存在处于活动状态的传输控制协议数据流量；

4、根据权利要求2所述的P2P流量控制方法，其中当所述上行会话组状态表项中的状态参数被设置为非活动状态时，启动定时器，如果在定时器计时结束时，仍未监测到处于活动状态的数据流量，则删除所述上行会话组状态表项。

5、根据权利要求1所述的P2P流量控制方法，其中当第一次监测到与预先建立的上行会话组的源IP地址、源端口和协议类型相同的数据报文时，在运营商边缘设备中建立一个与该上行会话组对应的上行会话组状态表项，所述上行会话组表项包括所述数据报文所属的上行会话组的标识、状态参数和带宽上限，并设置该状态参数为初始状态。

6、一种P2P流量控制装置，设于运营商边缘设备中，包括：

7、根据权利要求6所述的P2P流量控制装置，其中还包括：

第二状态设置模块，用于检测所述上行会话组中是否存在处于活动状态的数据流量，是则继续保持所述上行会话组状态表项的状态参数为活动状态，否则将所述上行会话组状态表项的状态参数设置为非活动状态。

8、根据权利要求7所述的P2P流量控制装置，其中还包括：

计时模块，用于当所述上行会话组状态表项的状态参数被设置为非活动状态时启动，如果在计时结束时，仍未监测到处于活动状态的数据流量，则删除该上行会话组表项。

9、根据权利要求6所述的P2P流量控制装置，其中还包括：

表项建立模块，用于当第一次监测到与预先建立的上行会话组的源IP地址、源端口和协议类型相同的数据报文时，在运营商边缘设备中建立一个与该上行会话组对应的上行会话组状态表项，所述上行会话组表项包括所述数据报文所属的上行会话组的标识、状态参数和带宽上限，并设置该状态参数为初始状态。