CN101854310A - 一种p2p控制装置及其实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种P2P控制装置及其实现方法：网络中的peer通过网络边缘节点向P2P控制节点发送下载资源的请求，P2P控制节点为所述peer生成一个peer列表，并向网络资源存储节点发送所述生成的peer列表，网络资源存储节点根据网络拓扑信息对所述peer列表进行选择，并对选择后的peer列表根据所述各peer的链路带宽占用情况做进一步筛选；网络资源存储节点将筛选后的peer列表返回给P2P控制节点，P2P控制节点对所述筛选后的peer列表进行优化，并将所述优化后的peer列表返回给请求资源的peer，请求资源的peer从所述优化后的peer列表中选择相应的peer建立连接、获取资源。应用本发明所述的装置和方法，能够对网络资源瞬间变化时的P2P流量进行有效地控制。
Description
技术领域
本发明涉及点对点(P2P，peer to peer)技术，特别涉及P2P技术中的一种P2P控制装置及其实现方法。
背景技术
P2P技术是一种点对点的技术，它使得用户终端设备之间可以直接进行互连来交换文件，而不是必须连接到服务器去浏览与下载，从而能够极大地缓解传统架构中的服务器压力过大、单一失效点等问题，又能够充分利用各个用户的丰富资源。因此，该技术被广泛应用于计算机网络的各个应用领域，如分布式科学计算、文件共享、流媒体直播与点播、语音通信以及在线游戏支撑平台等方面。
随着P2P技术应用的不断扩展，特别是基于P2P系统文件共享、在线视频等业务的不断扩大，P2P系统本身潜在的安全问题和对网络带宽等资源的滥用已经受到运营商以及业内人士的高度重视。目前，对P2P流量进行控制有两种基本的解决方案，即面向网络层的P2P缓存(Cache)技术和面向应用层的网络提供商主动参与P2P(P4P，Proactive network Provider Participation for P2P)技术，下面分别介绍。
面向网络层的P2P Cache技术
P2P Cache技术是将传统的缓存原理应用到P2P的流量控制中，它的基本思想就是在网络边缘缓存P2P资源，用缓存的资源服务后续的P2P请求，过滤掉重复的P2P资源。
图1为现有P2P Cache系统的工作原理示意图。如图1所示，带箭头的虚线代表了P2P Cache系统中的信令流程，带箭头的实线代表了P2P Cache系统中的数据流程，节点(peer)A、peer B和peer C分别为互联网中的peer。首先，peer A请求下载资源X，该下载请求通过peer A所归属的企业网(Intranet)路由转发给企业内部互联网101网络边缘中的P2P缓存设备，由于是初次下载，P2P缓存设备发现请求的资源X并没有被缓存过，于是将下载请求转发给拥有资源X的peer C，peer A再通过下载请求访问到peer C而获得资源X，同时，资源X也被P2P缓存设备缓存。当peer B请求下载资源X时，下载请求同样被引导到P2P缓存设备，由于此时P2P缓存设备中已经缓存了资源X，peer B即可直接下载P2P缓存设备中的资源X。
面向应用层的P4P技术
P4P技术是为电信运营商构建一个可管可控的基于P2P网络的一种技术，它使得电信运营商可以基于其网络现状，以最优策略通过P2P技术向用户提供电信业务。P2P通讯本地化是P4P技术的基本思想：P2P技术在选取peer时并不考虑peer之间的物理距离，当两个相互通讯的peer之间的平均距离为1600公里时，需要跨过5个大型网络，并产生大量的通讯数据，如果把P2P技术中选取的peer限制在一定的范围内，就会大大减少通讯数据量。
图2为现有P4P系统的工作原理示意图。如图2所示，P4P系统是在每个互联网提供商(ISP，Internet Service Provider)的服务器中安装一个跟踪服务器(iTracker)，iTracker中含有整个ISP网络的拓扑结构。P4P系统中的peer在请求资源时，需要通过应用服务器(appTracker)向iTracker发出peer选择建议，以保证传输资源的peer之间的路由最优、效率最高。
以BT下载为例来说明P4P系统的工作流程，具体包括以下步骤：
步骤201：peer向appTracker发送下载资源的请求。
当网络中的某个peer请求资源时，由该peer向appTracker发出下载资源的请求。
步骤202：appTracker向iTracker请求给出peer列表选择。
appTracker收到peer发送过来的资源请求后，会根据保存在其中的各peer的状态和能力信息为请求资源的peer生成一个拥有该资源的peer列表，并将该peer列表发送给iTracker，请求iTracker给出peer列表选择建议。
步骤203：iTracker向appTracker返回选择后的peer列表。
iTracker根据存储的网络拓扑结构，会从接收到的peer列表中选择出相应的peer，得到一个新的peer列表，并将所述新的peer列表返回给appTracker。
步骤204：appTracker向请求资源的peer返回最终确定的peer列表。
appTracker收到新的peer列表后，会根据所保存的peer的状态和能力信息对该列表做进一步地优化，得到优化后的peer列表，并将优化后的peer列表返回给请求资源的peer，由请求资源的peer从所述优化后的peer列表中选择出相应的peer，与所述相应的peer建立连接后下载资源。
由此，现有P2P Cache技术可以降低提供资源的peer的负荷，在一定程度上将P2P流量限定在网络边缘；现有P4P技术可以根据网络拓扑结构对peer的选取实施一定的策略，尽量就近选取peer。但是，P2P流量很可能会引起网络资源瞬间比较大的变化，仅仅通过部署缓存服务器或依赖网络拓扑结构很难有效地解决这些问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种P2P控制装置，能够对网络资源瞬间变化时的P2P流量进行有效地控制。
本发明的另一目的在于提供一种P2P控制装置的实现方法，能够对网络资源瞬间变化时的P2P流量进行有效地控制。
为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：
一种P2P控制装置，用于对P2P网络中的节点peer流量进行控制，该装置包括：
peer，用于将下载资源的请求通过网络边缘节点发送给P2P控制节点、接收P2P控制节点通过网络边缘节点发送的peer列表；
网络边缘节点，用于peer与P2P控制节点之间建立连接进行交互、peer之间建立连接传输资源；
P2P控制节点，用于接收peer通过网络边缘节点发送的所述peer下载资源的请求、为所述peer生成一个peer列表、将所述peer列表发送给网络资源存储节点，并用于接收网络资源存储节点返回的peer列表、对所述返回的peer列表优化后通过网络边缘节点返回给所述请求资源的peer；
网络资源存储节点，用于保存网络拓扑结构、接收P2P控制节点发送的peer列表并根据所述网络拓扑状态对所述接收到的peer列表进行选择，
其中，所述网络资源存储节点还用于保存各peer的链路带宽占用情况，并对所述选择后的peer列表根据所述链路带宽占用情况进行筛选，将筛选后的peer列表返回给P2P控制节点。
一种P2P控制装置的实现方法，该方法包括：网络资源存储节点保存网络拓扑结构和各peer的链路带宽占用情况，
网络中的peer通过网络边缘节点向P2P控制节点发送下载资源的请求，P2P控制节点为所述peer生成一个peer列表，并向网络资源存储节点发送所述生成的peer列表，网络资源存储节点根据网络拓扑信息对所述peer列表进行选择，并对选择后的peer列表根据所述各peer的链路带宽占用情况做进一步筛选；
网络资源存储节点将筛选后的peer列表返回给P2P控制节点，P2P控制节点对所述筛选后的peer列表进行优化，并将所述优化后的peer列表返回给请求资源的peer，请求资源的peer从所述优化后的peer列表中选择相应的peer建立连接、获取资源。
由上述的技术方案可见，本发明网络资源存储节点除了对网络拓扑结构进行存储外，还用于存储网络中各peer的链路带宽占用情况，这样就可以实时地获得peer列表中各peer的信息，并对根据网络拓扑结构进行选择后的peer列表再根据所存储的各peer的链路带宽占用情况作进一步地筛选，再将筛选后的peer列表返回给P2P控制节点进行优化，从而能够实现对网络资源瞬间变化时的P2P流量进行有效地控制。
附图说明
图1为现有P2P Cache系统的工作原理示意图。
图2为现有P4P系统的工作原理示意图。
图3为本发明P2P控制装置的结构示意图。
图4为本发明P2P控制装置中peer请求资源时的工作流程图。
具体实施方式
为解决现有技术中存在的问题，本发明中提出一种新的P2P控制装置，即在网络资源存储节点中进一步存储了网络中各peer的链路带宽占用情况，从而使得网络资源存储节点可以实时地得到各peer的信息，并结合存储的网络拓扑结构和各peer的链路带宽占用情况对接收到的peer列表进行筛选，再将筛选后的peer列表返回给P2P控制节点进行优化，从而能够实现对网络资源瞬间变化时的P2P流量进行有效地控制。
本发明所述方案的具体实现包括：
peer，用于将下载资源的请求通过网络边缘节点发送给P2P控制节点、接收P2P控制节点通过网络边缘节点发送的peer列表；
网络边缘节点，用于peer与P2P控制节点之间建立连接进行交互、peer之间建立连接传输资源；
P2P控制节点，用于接收peer通过网络边缘节点发送的所述peer下载资源的请求、为所述peer生成一个peer列表、将所述peer列表发送给网络资源存储节点，并用于接收网络资源存储节点返回的peer列表、对所述返回的peer列表优化后通过网络边缘节点返回给所述请求资源的peer；
网络资源存储节点，用于保存网络拓扑结构、接收P2P控制节点发送的peer列表并根据所述网络拓扑状态对所述接收到的peer列表进行选择，
其中，所述网络资源存储节点还用于保存各peer的链路带宽占用情况，并对所述选择后的peer列表根据所述链路带宽占用情况进行筛选，将筛选后的peer列表返回给P2P控制节点。
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。
图3为本发明P2P控制装置的结构示意图。如图3所示，该装置包括peer、网络边缘节点、P2P控制节点和网络资源存储节点。其中，各模块的功能分别为：
peer，用于通过网络边缘节点提供其它peer所需要的资源，并能够通过网络边缘节点从其它peer中获取所需要的资源，同时，peer还用于通过网络边缘节点向P2P控制节点上报自己的一些状态和能力信息，并与P2P控制节点进行交互：向P2P控制节点发出下载资源的请求、以及从P2P控制节点下发的peer列表中选择合适的peer并与其建立连接。
网络边缘节点，用于peer与P2P控制节点之间建立连接进行交互、peer之间建立连接传输资源。
P2P控制节点，用于通过网络边缘节点获取并保存peer的状态和能力信息，并通过所述网络边缘节点和所述请求资源的peer进行交互：P2P控制节点接受peer下载资源的请求，收到该请求后，根据拥有的peer的状态和能力信息生成一个peer列表，并将该peer列表发送给网络资源存储节点，同时，还负责对网络资源存储节点返回的peer列表根据所存储的peer的状态和能力信息作进一步地优化后通过网络边缘节点发送给所述请求资源的peer。
P2P控制节点获取并保存的peer的状态和能力信息包括：peer是否在线、peer目前拥有的资源、peer当前的连接数、peer的CPU能力以及peer占用情况等。
网络资源存储节点，用于保存网络拓扑结构和网络中各peer的链路带宽占用情况，并根据所述网络拓扑结构和各peer的链路带宽占用情况与P2P控制节点进行交互：网络资源存储节点接收由P2P控制节点发送过来的peer列表后，首先根据存储的网络拓扑结构对peer列表进行选择，得到选择后的peer列表，再根据各peer的链路带宽占用情况对选择后的peer列表进行筛选，得到筛选后的peer列表，最后将筛选后的peer列表返回给P2P控制节点。
需要说明的是，根据网络拓扑结构对peer列表进行选择是现有技术，这里不再赘述，而对peer列表根据各peer的链路带宽占用情况进行筛选的是以各链路的带宽占用百分比为依据的，一般当链路带宽占用达到80％以上时，默认为该链路上的peer不能被选择；当链路带宽占用小于20时，默认为该链路上的peer资源丰富；其余视实际情况而定。
在本实施例中，各peer的链路带宽占用情况是通过探针对各peer的链路带宽进行监测得到的，也可以通过其它方式来获得各peer的链路带宽情况，以不影响本发明实施例为准。
进一步地，在本实施例中，探针被设置在网络边缘节点中，这样就可以能快速并准确地得到各peer的链路带宽占用情况，还可以将探针设置在其它位置，同样以不影响本发明实施例为准。
为了能够实时地获得各peer的链路带宽占用情况，本发明实施例在探针上还设置了门限，当各peer的链路带宽占用达到一定的门限时，即认为该链路带宽占用达到了一定的百分比，此时探针会将该链路、链路所达到的门限以及链路带宽上报给网络资源存储节点，使得网络资源存储节点可以实时地获得各peer的链路带宽占用情况并对其进行存储。
表1为探针上的配置信息。如表1所示，针对每一个peer的链路，分别给出了该peer的链路标识、链路带宽达到一定百分比时的门限，当达到相应的门限时，探针即将该链路的带宽占用情况上报给网络资源存储节点。
表2为探针向网络资源存储节点上报的信息形式。如表2所示，探针将网络边缘节点中peer的链路标识和该peer链路带宽占用达到的门限以及达到该门限时链路的占用百分比一块上报给网络资源存储节点。
需要说明的是，网络资源存储节点还可以保存一些策略信息，如peer、链路优选策略等，对筛选后得到的peer列表可以再根据列表中各peer历史上的资源传输速度、质量以及各peer历史上的链路性能优劣等作进一步地
表1探针上的配置信息
表2探针上报信息
筛选。具体所保存的策略信息并不限于此，实际中以能得到最有优的资源传输效率为准。
图4为本发明P2P控制装置中peer请求资源时的工作流程图。为了方便起见，在图中省去了网络边缘节点，在实际中进行传送时，peer与peer之间或peer与P2P控制节点之间都需要通过网络边缘节点来进行。如图4所示，该过程主要包括以下步骤：
步骤401：网络中的peer向P2P控制节点发送下载资源的请求。
当网络中的某个peer需要请求资源时，由所述peer向P2P控制节点发出下载资源的请求。
步骤402：P2P控制节点将生成的peer列表发送给网络资源存储节点。
P2P控制节点接收到由peer发送过来的资源请求后，会根据存储在其中的各peer的状态和能力信息为请求资源的peer生成一个拥有所述请求资源的peer列表，并将该peer列表发送给网络资源存储节点。
需要说明的是，P2P控制节点如何根据各peer的状态和能力信息为请求资源的peer生成peer列表为现有技术，这里不再赘述。
步骤403：网络资源存储节点对接收到的peer列表进行筛选后返回给P2P控制节点。
当网络资源存储节点接收到P2P控制节点发送过来的peer列表后，首先会根据存储的网络拓扑结构对peer列表进行选择，得到一选择后的peer列表，再根据存储的各peer的链路带宽占用情况对选择后的peer列表进行筛选，得到一筛选后的peer列表，并将筛选后的peer列表返回给P2P控制节点。
如何根据网络拓扑结构对peer列表进行选择为现有技术，不再赘述。在本实施例中，对选择后的peer列表根据各peer的链路带宽占用情况进行筛选的是以各链路的带宽占用百分比为依据的，一般当链路带宽占用达到80％以上时，默认为该链路上的peer不能被选择；当链路带宽占用小于20时，默认为该链路上的peer资源丰富；其余视实际情况而定。
进一步地，网络资源存储节点还可以保存一些策略信息，如peer、链路优选策略等，对筛选后得到的peer列表可以再根据列表中各peer历史上的资源传输速度、质量以及各peer历史上的链路性能优劣等作进一步地筛选。具体所保存的策略信息并不限于此，实际中以能得到最有优的资源传输效率为准。
步骤404：P2P控制节点将优化后的peer列表返回给请求资源的peer。
P2P控制节点收到网络资源存储节点返回的经过筛选后的peer列表后，会对该peer列表根据保存的peer的状态和能力信息做进一步优化，得到优化后的peer列表，并将所述优化后的peer列表返回给所述请求资源的peer。
如何根据保存的peer的状态和能力信息对peer列表进行优化已为现有技术，这里不再赘述。
步骤405：请求资源的peer与从优化后的peer列表中选择相应的peer建立连接，从而获取资源。
请求资源的peer收到优化后的peer列表后，从其中选择相应的peer，并通过网络边缘节点与其建立连接，进而获取资源。
需要说明的是，步骤401～404中的P2P控制节点的作用相当于图2中appTracker的作用，网络资源存储节点的作用相当于图2中的iTracker的作用。
至此，即完成了本发明所述的peer控制装置中peer请求资源的实现过程。
总之，本发明所采用的技术方案，通过在网络资源存储节点中对各peer的链路带宽占用情况进行存储，从而能够实时地获得peer列表中各peer的信息，并对根据网络拓扑结构进行选择后的peer列表再根据所存储的各peer的链路带宽占用情况作进一步地筛选，再将筛选后的peer列表返回给P2P控制节点进行优化，从而能够实现对网络资源瞬间变化时的P2P流量进行有效地控制。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种P2P控制装置，用于对P2P网络中的节点peer流量进行控制，该装置包括：
peer，用于将下载资源的请求通过网络边缘节点发送给P2P控制节点、接收P2P控制节点通过网络边缘节点发送的peer列表；
网络边缘节点，用于peer与P2P控制节点之间建立连接进行交互、peer之间建立连接传输资源；
P2P控制节点，用于接收peer通过网络边缘节点发送的所述peer下载资源的请求、为所述peer生成一个peer列表、将所述peer列表发送给网络资源存储节点，并用于接收网络资源存储节点返回的peer列表、对所述返回的peer列表优化后通过网络边缘节点返回给所述请求资源的peer；
网络资源存储节点，用于保存网络拓扑结构、接收P2P控制节点发送的peer列表并根据所述网络拓扑状态对所述接收到的peer列表进行选择，
其特征在于，所述网络资源存储节点还用于保存各peer的链路带宽占用情况，并对所述选择后的peer列表根据所述链路带宽占用情况进行筛选，将筛选后的peer列表返回给P2P控制节点。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置进一步包括探针，用于将各peer的链路带宽占用情况上报给网络资源存储节点。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述探针设置于网络边缘节点中。
4.如权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述探针上还设置门限，用于将达到门限时的链路带宽占用情况上报给网络资源存储节点。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述P2P控制节点还用于保存网络中各peer的状态和能力信息，并根据所述peer的状态和能力信息为所述请求资源的peer生成一个peer列表。
6.一种P2P控制装置的实现方法，其特征在于，该方法包括：网络资源存储节点保存网络拓扑结构和各peer的链路带宽占用情况，
网络中的peer通过网络边缘节点向P2P控制节点发送下载资源的请求，P2P控制节点为所述peer生成一个peer列表，并向网络资源存储节点发送所述生成的peer列表，网络资源存储节点根据网络拓扑信息对所述peer列表进行选择，并对选择后的peer列表根据所述各peer的链路带宽占用情况做进一步筛选；
网络资源存储节点将筛选后的peer列表返回给P2P控制节点，P2P控制节点对所述筛选后的peer列表进行优化，并将所述优化后的peer列表返回给请求资源的peer，请求资源的peer从所述优化后的peer列表中选择相应的peer建立连接、获取资源。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述各peer的链路带宽占用情况是通过探针上报给网络资源存储节点的。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述探针是设置在网络边缘节点中的。
9.如权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述链路带宽占用情况是根据探针中设置的门限上报给网络资源存储节点的。
10.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述P2P控制节点生成peer列表是通过P2P控制节点中保存的各peer的状态和能力信息进行的。
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