CN102098209B - P2p流量的控制方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种P2P流量的控制方法和系统，涉及P2P网络应用与IP网络结果的结构优化领域。其中一种P2P流量的控制方法，其特征在于，包括：当域内没有流资源时，选择M个请求所述流资源的域内peer从N个拥有所述流资源的域外peer获取所述流资源，同时暂停所述域内的其它请求所述流资源的peer从所述域外peer获取所述流资源，M为所述满足P2P应用的最小peer数，N为所述资源流的片段数；和在所述M个请求所述流资源的域内peer获取完毕后，所述域内的其它请求所述流资源的peer从获取完毕的所述域内peer处获取所述流资源。本发明能够实现快速扩充域内Peer的数量，以更有效地使P2P流量本地化。

Description

P2P流量的控制方法和系统

技术领域

本发明涉及P2P(peer-to-peer，点对点)网络应用与IP网络结合的结构优化领域，特别是涉及一种P2P流量的控制方法和系统。

背景技术

目前业界所研究的P4P(proactive network provider participationfor P2P)，主要考虑P2P应用如何根据网络拓扑信息，网络实际负荷信息来选择Peer节点，以尽可能使P2P流量本地化。这些研究可以基于域内、域外都有相当的Peer，P2P应用通过与IP网络系统的交互，利用IP网络系统反馈的逻辑拓扑信息尽可能多地选择域内Peer；或者若域内Peer数量不能满足P2P应用下载所需的最少Peer限制，则从域外选择Peer。

虽然这些方法可能会减少流向域外的P2P流量，但仍存在一些问题。比如，通常情况下，一个热点P2P应用刚开始流行时，某个域内的Peer数肯定很有限，因此会导致大量的资源仍需从域外拿到。另外，底层IP网络可能没有得到充分的利用，以进行有组织地下载，从而更有效地降低域外P2P流量。

发明内容

本发明的目的是提出一种P2P流量的控制方法和系统，以更有效地使P2P流量本地化。

为实现上述目的，本发明提供了一种P2P流量的控制方法，包括：当域内没有流资源时，选择M个请求所述流资源的域内peer从N个拥有所述流资源的域外peer获取所述流资源，同时暂停所述域内的其它请求所述流资源的peer从所述域外peer获取所述流资源，M为所述满足P2P应用的最小peer数，N为所述资源流的片段数；和在所述M个请求所述流资源的域内peer获取完毕后，所述域内的其它请求所述流资源的peer从获取完毕的所述域内peer处获取所述流资源。

在一个实施例中，所述的控制方法还包括：当拥有所述流资源的域内peer的数量X＜M时，选择(M-X)个请求所述流资源的域内peer从(N-X)个拥有所述流资源的域外peer和所述X个拥有所述流资源的域内peer获取所述流资源，同时暂停所述域内的其它请求所述流资源的peer从所述域外peer获取所述流资源；和在所述(M-X)个请求所述流资源的域内peer获取完毕后，所述域内的其它请求所述流资源的peer从M个拥有所述流资源的所述域内peer处获取所述流资源。

在一个实施例中，所述的控制方法还包括：当请求所述流资源的peer被暂停时，修改被暂停的peer的请求者指标；和在选择请求另一流资源的域内peer时，根据所述域内peer的请求者指标进行选择。

在一个实施例中，所述的控制方法还包括：当提供所述流资源的peer被选择为所述流资源的提供者时，修改被选择的peer的提供者指标；和在选择提供另一流资源的域外peer时，根据所述域外peer的提供者指标进行选择。

在一个实施例中，所述的控制方法还包括：当拥有所述流资源的域内peer数X＞M或者X＝M时，所述域内请求所述流资源的peer从所述域内拥有所述流资源的peer处获取所述流资源。

为实现上述目的，本发明还提供了一种P2P流量的控制系统，包括：先期种子选择装置，用于当域内没有流资源时，选择M个请求所述流资源的域内peer从N个拥有所述流资源的域外peer获取所述流资源，M为所述满足P2P应用的最小peer数，N为所述资源流的片段数；暂停控制装置，用于当M个请求所述流资源的域内peer从N个拥有所述流资源的域外peer获取所述流资源的同时暂停所述域内的其它请求所述流资源的peer从所述域外peer获取所述流资源；和域内获取装置，用于在所述M个请求所述流资源的域内peer获取完毕后，所述域内的其它请求所述流资源的peer从获取完毕的所述域内peer处获取所述流资源。

在一个实施例中，所述的控制系统还包括：所述先期种子选择装置还用于当拥有所述流资源的域内peer的数量X＜M时，选择(M-X)个请求所述流资源的域内peer从(N-X)个拥有所述流资源的域外peer和所述X个拥有所述流资源的域内peer获取所述流资源；所述暂停控制装置还用于在(M-X)个请求所述流资源的域内peer从(N-X)个拥有所述流资源的域外peer和所述X个拥有所述流资源的域内peer获取所述流资源的同时暂停所述域内的其它请求所述流资源的peer从所述域外peer获取所述流资源；和所述域内获取装置还用于在所述(M-X)个请求所述流资源的域内peer获取完毕后，所述域内的其它请求所述流资源的peer从M个拥有所述流资源的所述域内peer处获取所述流资源。

在一个实施例中，所述的控制系统还包括：请求者指标修改装置，用于当请求所述流资源的peer被暂停时，修改被暂停的peer的请求者指标；和所述先期种子选择装置还用于在选择请求另一流资源的域内peer时，根据所述域内peer的请求者指标进行选择。

在一个实施例中，所述的控制系统还包括：提供者指标修改装置，用于当提供所述流资源的peer被选择为所述流资源的提供者时，修改被选择的peer的提供者指标；和资源peer选择装置，用于在选择提供另一流资源的peer时，根据所述peer的提供者指标进行选择。

在一个实施例中，域内获取装置还用于当拥有所述流资源的域内peer数X＞M或者X＝M时，所述域内获取装置还用于所述域内请求所述流资源的peer从所述域内拥有所述流资源的peer处获取所述流资源。

基于上述技术方案，本发明提供的P2P流量的控制方法和系统利用IP网络的网络拓扑信息，在P2P应用(如下载、在线视频)初期快速增加域内拥有流资源的Peer，而后域内的其它请求流资源的peer可以从已获取资源的域内peer处获取流资源，以实现在不影响用户体验的前提下，尽可能地降低流出域外的P2P流量。另外，为实现不同流之间的协同，由P2P Tracker与P2P客户端协同工作，根据peer的提供者指标选择流资源的提供者，保证不同流的提供者尽可能分布在不同的peer上；根据peer的请求者指标选择先期种子，从而避免某个资源请求者等待所有的流资源。因此，在各种情形下，本发明能够有组织、有步骤地选择请求下载的Peer和提供资源的Peer，从而实现快速扩充域内Peer的数量，以更有效地使P2P流量本地化。

附图说明

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

图1为根据本发明实施例的P2P流量控制方法的流程图。

图2为根据本发明另一实施例的P2P流量控制方法的流程图。

图3为根据本发明实施例的应用场景的结构示意图。

图4为根据本发明另一实施例的应用场景的结构示意图。

图5为根据本发明又一实施例的应用场景的结构示意图。

图6为根据本发明实施例的P2P流量控制系统的结构示意图。

图7为根据本发明另一实施例的P2P流量控制系统的结构示意图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明进行更详细的描述，其中说明本发明的示例性实施例。在附图中，相同的标号表示相同或者相似的组件或者元素。

图1为根据本发明实施例的P2P流量控制方法100的流程图。

在步骤102中，当域内没有流资源时，选择M个请求流资源的域内peer从N个拥有流资源的域外peer获取流资源，同时暂停域内的其它请求流资源的peer从域外peer获取流资源，M为满足P2P应用的最小peer数，N为资源流的片段数。

在步骤104中，在M个请求流资源的域内peer获取完毕后，域内的其它请求流资源的peer从获取完毕的域内peer处获取流资源。

在初期域内没有流资源的情况下，本发明能够在满足P2P应用的体验下选择请求下载的peer和提供资源的peer，从而实现快速扩充域内资源peer的数量，以在后续域内peer请求资源时更有效地使P2P流量本地化。

图2为根据本发明另一实施例的P2P流量控制方法200的流程图。

在步骤202中，根据IP网络拓扑信息和P2P Tracker所记录的peer信息，获取peer在域内域外的分布情况。其中，IP网络拓扑信息包括比如IP地址所归属的域、每条链路的利用率等信息。

在步骤204中若判断域内没有流资源，则进入步骤206，选择M个请求流资源的域内peer从N个拥有流资源的域外peer获取流资源，同时暂停域内的其它请求流资源的peer从域外peer获取流资源，M为满足P2P应用的最小peer数，N为资源流的片段数。结合图3中根据本发明实施例的应用场景的结构示意图，假设在P2P应用初期，某P2P流的所有Peer均在域A内，而同期域B内有很多的资源请求者。其中，○为资源拥有者，为资源请求者，②为某peer拥有资源的第2个片断，为本资源共有N个片断。

以图3为例，假设某P2P流(某Stream，简称S)被划分为N段，分布在不同的Peer上。同期有数量不等的Peer在请求这个P2P流。根据底层IP网络提供的拓扑信息，P2P应用的Tracker可以确定哪些Peer属于域A，哪些Peer属于域B。如图3所示，所有的资源拥有者都在域A，而所有的资源请求者都在域B。此时，P2P Tracker选择域A内拥有S流所有片段的P(A)个Peer，作为P2P下载的提供者。这些提供者平均所拥有的S流的片段数为Int(N/P(A))。理论上，若一个Peer只拥有S流的一段，则最多只需要N个Peer。考虑到实现的简单和P2P系统的自愈能力，可以选择P(A)＝N。也就是说：在P2P应用初期，在域A选择N个Peer作为资源提供者，其中每个Peer至少拥有流S中的不重复的一个片段。大多数Peer拥有流S的多个片段，据此可增加P2P系统的自愈能力。

对域B来说，假设同期有P(B)个资源请求者，而为保证P2P应用的体验，至少需要有M个资源。M的取值可以是动态，即总Peer数的某个确定比例；也可以是静态。如果是静态，这个数就是维持一般P2P文件下载所需的一个经验数值，如60。也就是说，一个用户同时从60个Peer处拿资源，才能保证其下载流畅。如果是动态，即不管P(B)有多少，总是选择其中的1/3，或1/2作为优先从外部拿资源的先期种子，其余的Peer则进行等待。在一个实施例中，M值需要根据下载效果、网络运行情况和运营商控制策略等进行调整。

当P(B)＜M，则域B内这些资源请求者可以直接同前述N个域A内的Peer建立连接，完成资源的请求。如果P(B)＞M(大多数情况时这样，也只有这样才有P2P流量本地化的迫切需求)，则从中选择其中的M个请求者，这M个请求者与前述N个资源提供者建立P2P连接，获取P2P资源(如图3所示)。每个请求者需要建立的P2P连接数为Int(N/M)。其它P(B)-M个资源请求者处于暂停状态。相反的，若此时让同期所有的资源请求者都去与域外Peer建立P2P连接，因不同域间的互联带宽有限，则会造成每个资源请求者可用的带宽减少，每个Peer获取全部P2P应用片断的时间也会成比例加长。被暂停的Peer在此时的状态可以被标识为“域内资源等待中......”。

在步骤204中若判断域内有流资源，结合图4的根据本发明另一实施例的应用场景的结构示意图，假设在P2P应用初期，域A包含很多拥有某流资源的Peer，而同期域B内也有部分拥有流资源的Peer，域B内还有很多的资源请求者(其中，○为资源拥有者，为资源请求者，②为某peer拥有资源的第2个片断，为本资源共有N个片断)，则进入步骤208，判断域内拥有流资源的peer数X是否小于M。如果X＜M，则进入步骤210，选择(M-X)个请求流资源的域内(域B)peer从(N-X)个拥有流资源的域外peer(域A)和X个拥有流资源的域内(域B)peer获取流资源，同时暂停域内(域B)的其它请求流资源的peer从域外(域A)peer获取流资源。

在步骤208中，若判断域内拥有流资源的peer数X＞M或者X＝M，则进入步骤212，域内(域B)请求流资源的peer从域内(域B)拥有流资源的peer处获取流资源。

在步骤218中，为实现不同流之间的协同，当请求流资源的peer被暂停时，修改被暂停的peer的请求者指标，在选择请求另一流资源的域内peer时，根据域内peer的请求者指标进行选择。当提供流资源的peer被选择为流资源的提供者时，修改被选择的peer的提供者指标，在选择提供另一流资源的域外peer时，根据域外peer的提供者指标进行选择。结合图5的根据本发明又一实施例的应用场景的结构示意图，域A包含很多拥有流A和流B资源的Peer，而同期域B内有很多的资源(流A和流B)请求者(其中，○为资源拥有者，为资源请求者，②为某peer拥有资源的第2个片断，为本资源共有N个片断)。考虑到每个流Peer上所拥有资源的状态信息由这个流的Tracker来跟踪和保存，而每个流的Tracker一般不一样。可以由P2P客户端来配合完成不同流之间的系统工作。

比如，设立提供者指标N_Provider，此指标可以由P2P客户端保存。在域A选取资源(如流A)提供者时，修改被选中的Peer的N_Provider，比如递增N_Provider。后续若有新的流(如流B)可提供，则优选N_Provider低的Peer作为资源提供者，避免所有资源都从一处下载，达到不同流之间的协同。另外，可以设立请求者指标N_Soliciter，此指标也可以由P2P客户端保存。在域B内选取资源(如流A)请求者时，若某Peer被暂停，修改被暂停的Peer的N_Soliciter，比如递增N_Soliciter。后续选择N_Solicter高的Peer作为新流(如流B)的先期种子，直接从域A获取资源。从而避免某个Peer一直在等待所有流的域内资源，达到不同流之间的协同。

在步骤220中，在M个请求流资源的域内peer获取完毕后，域内的其它请求流资源的peer从获取完毕的域内peer处获取流资源。比如待域B内M个Peer拥有相应资源时，域B就拥有了流资源的所有片断，后续域B内，对流资源的请求(包括之前暂停的请求和后续新来的请求)就可以完全由域B内的Peer来提供，也就是说，在这个阶段，P2P Tracker就可以不提供域A内的Peer信息，这样域B内所有的资源请求都由域B自行解决，其资源获取流程可沿用常规的P2P流程。

传统的P4P处理过程是，针对域B内每个Peer的请求，返回数量足够多的域A内的Peer。这个算法应用在域B内的每个Peer，每个Peer之间的P2P下载不互相关联。这样，域A、域B间的互联链路就会有很多无序的P2P连接。在P2P下载过程中，尽管域B内Peer拥有的资源(P2P流的各个段落)在不断增加，但既有的连接仍然从域A取数据，形成无谓的、流出域B的P2P流量。

根据本发明的实施例，在P2P应用初期，利用底层IP网络提供的拓扑信息，有组织，协同化地进行P2P下载，以快速增加域内Peer所拥有的资源。之后可考虑完全由域内Peer来满足本域内的新的下载请求，从而进一步有效降低域外P2P流量。

图6为根据本发明实施例的P2P流量控制系统600的结构示意图。P2P流量控制系统600包括先期种子选择装置602、暂停控制装置604和域内获取装置606。

先期种子选择装置602用于当域内没有流资源时，选择M个请求流资源的域内peer从N个拥有流资源的域外peer获取流资源，M为满足P2P应用的最小peer数，N为资源流的片段数。

暂停控制装置604用于当M个请求流资源的域内peer从N个拥有流资源的域外peer获取流资源的同时暂停域内的其它请求流资源的peer从域外peer获取流资源。

域内获取装置606用于在M个请求流资源的域内peer获取完毕后，域内的其它请求流资源的peer从获取完毕的域内peer处获取流资源。

图7为根据本发明另一实施例的P2P流量控制系统700的结构示意图。P2P流量控制系统700包括先期种子选择装置702、暂停控制装置704、域内获取装置706、请求者指标修改装置708、提供者指标修改装置710和资源peer选择装置712。

当域内没有流资源时，先期种子选择装置702用于选择M个请求流资源的域内peer从N个拥有流资源的域外peer获取流资源，M为满足P2P应用的最小peer数，N为资源流的片段数；暂停控制装置704用于当M个请求流资源的域内peer从N个拥有流资源的域外peer获取流资源的同时暂停域内的其它请求流资源的peer从域外peer获取流资源；域内获取装置706用于在M个请求流资源的域内peer获取完毕后，域内的其它请求流资源的peer从获取完毕的域内peer处获取流资源。

当拥有流资源的域内peer的数量X＜M时，先期种子选择装置702还用于选择(M-X)个请求流资源的域内peer从(N-X)个拥有流资源的域外peer和X个拥有流资源的域内peer获取流资源；暂停控制装置704还用于在(M-X)个请求流资源的域内peer从(N-X)个拥有流资源的域外peer和X个拥有流资源的域内peer获取流资源的同时暂停域内的其它请求流资源的peer从域外peer获取流资源；域内获取装置706还用于在(M-X)个请求流资源的域内peer获取完毕后，域内的其它请求流资源的peer 从M个拥有流资源的域内peer处获取流资源。

当拥有流资源的域内peer数X＞M或者X＝M时，域内获取装置706还用于域内请求流资源的peer从域内拥有流资源的peer处获取流资源。

请求者指标修改装置708用于当请求流资源的peer被暂停时，修改被暂停的peer的请求者指标，这时，先期种子选择装置702还用于在选择请求另一流资源的域内peer时，根据域内peer的请求者指标进行选择。

提供者指标修改装置710用于当提供流资源的peer被选择为流资源的提供者时，修改被选择的peer的提供者指标。

资源peer选择装置712，用于在选择提供另一流资源的peer时，根据peer的提供者指标进行选择。

本发明提供的P2P流量的控制方法和系统利用IP网络的网络拓扑信息，在P2P应用(如下载、在线视频)初期快速增加域内拥有流资源的Peer，而后域内的其它请求流资源的peer可以从已获取资源的域内peer处获取流资源，以实现在不影响用户体验的前提下，尽可能地降低流出域外的P2P流量。另外，为实现不同流之间的协同，由P2PTracker与P2P客户端协同工作，根据peer的提供者指标选择流资源的提供者，保证不同流的提供者尽可能分布在不同的peer上；根据peer的请求者指标选择先期种子，从而避免某个资源请求者等待所有的流资源。因此，在各种情形下，本发明能够有组织、有步骤地选择请求下载的Peer和提供资源的Peer，从而实现快速扩充域内Peer的数量，以更有效地使P2P流量本地化。

本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (8)

1.一种P2P流量的控制方法，其特征在于，包括：

当域内没有流资源时，选择M个请求所述流资源的域内peer从N个拥有所述流资源的域外peer获取所述流资源，同时暂停所述域内的其它请求所述流资源的peer从所述域外peer获取所述流资源，M为满足P2P应用的最小peer数，N为所述流资源的片段数；

在所述M个请求所述流资源的域内peer获取完毕后，所述域内的其它请求所述流资源的peer从获取完毕的所述域内peer处获取所述流资源；

当拥有所述流资源的域内peer的数量X<M时，选择(M-X)个请求所述流资源的域内peer从(N-X)个拥有所述流资源的域外peer和所述X个拥有所述流资源的域内peer获取所述流资源，同时暂停所述域内的其它请求所述流资源的peer从所述域外peer获取所述流资源；和

在所述(M-X)个请求所述流资源的域内peer获取完毕后，所述域内的其它请求所述流资源的peer从M个拥有所述流资源的所述域内peer处获取所述流资源。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，还包括：

当请求所述流资源的peer被暂停时，修改被暂停的peer的请求者指标；和

在选择请求另一流资源的域内peer时，根据所述域内peer的请求者指标进行选择。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，还包括：

当提供所述流资源的peer被选择为所述流资源的提供者时，修改被选择的peer的提供者指标；和

在选择提供另一流资源的域外peer时，根据所述域外peer的提供者指标进行选择。

4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，还包括：当拥有所述流资源的域内peer数X>M或者X=M时，所述域内请求所述流资源的peer从所述域内拥有所述流资源的peer处获取所述流资源。

5.一种P2P流量的控制系统，其特征在于，包括：

先期种子选择装置，用于当域内没有流资源时，选择M个请求所述流资源的域内peer从N个拥有所述流资源的域外peer获取所述流资源，M为满足P2P应用的最小peer数，N为所述流资源的片段数；以及用于当拥有所述流资源的域内peer的数量X<M时，选择(M-X)个请求所述流资源的域内peer从(N-X)个拥有所述流资源的域外peer和所述X个拥有所述流资源的域内peer获取所述流资源；

暂停控制装置，用于当M个请求所述流资源的域内peer从N个拥有所述流资源的域外peer获取所述流资源的同时暂停所述域内的其它请求所述流资源的peer从所述域外peer获取所述流资源；以及用于在(M-X)个请求所述流资源的域内peer从(N-X)个拥有所述流资源的域外peer和所述X个拥有所述流资源的域内peer获取所述流资源的同时暂停所述域内的其它请求所述流资源的peer从所述域外peer获取所述流资源；和

域内获取装置，用于在所述M个请求所述流资源的域内peer获取完毕后，所述域内的其它请求所述流资源的peer从获取完毕的所述域内peer处获取所述流资源；以及用于在所述(M-X)个请求所述流资源的域内peer获取完毕后，所述域内的其它请求所述流资源的peer从M个拥有所述流资源的所述域内peer处获取所述流资源。

6.根据权利要求5所述的控制系统，其特征在于，还包括：

请求者指标修改装置，用于当请求所述流资源的peer被暂停时，修改被暂停的peer的请求者指标；和

所述先期种子选择装置还用于在选择请求另一流资源的域内peer时，根据所述域内peer的请求者指标进行选择。

7.根据权利要求5所述的控制系统，其特征在于，还包括：

提供者指标修改装置，用于当提供所述流资源的peer被选择为所述流资源的提供者时，修改被选择的peer的提供者指标；和

资源peer选择装置，用于在选择提供另一流资源的peer时，根据所述peer的提供者指标进行选择。

8.根据权利要求5所述的控制系统，其特征在于，域内获取装置还用于当拥有所述流资源的域内peer数X>M或者X=M时，所述域内获取装置还用于所述域内请求所述流资源的peer从所述域内拥有所述流资源的peer处获取所述流资源。