CN102308549A - 了解网络的对等 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于在对等网络中选择适当对等体进行内容下载的方法，由此拥有规定内容的对等体的身份被接收到协同节点。该方法包括从公共数据库中取与接收的身份相关联的网络参数的步骤和相对于网络参数将对等体编组的步骤。

Description

了解网络的对等

技术领域

本发明涉及用于在对等网络中选择适当对等体进行内容下载的方法和布置。

背景技术

由宽带渗透和增强终端能力、内容创建和公布工具的可用性引入的已增大带宽在用户所生成内容的因特网上的可用性大大增大了，例如YouTube、Podcasting等。软件分发、诸如微软更新、Linux分发和内容聚集器(诸如Joost、BBC iPlayer)也变成合法在线内容的已建立源。

对等技术本身已经显示为用于分发用户所生成内容的可行技术和内容聚集器选择的技术。例如，iPlayer利用IMP P2P客户端。对等P2P架构是每个工作站具有等效能力和责任的网络类型。这不同于一些计算机专用于服务另一些的客户端/服务器架构。P2P网络在网络中连接的对等体之间分布计算能力并将聚集的资源、例如网络可用带宽用于有效内容分发。P2P经常用作描述一个用户与另一个用户链接以通过使用公共P2P客户端下载诸如软件升级或媒体文件等材料来传送信息和文件的术语。

当使用P2P客户端下载内容时，同时从多个节点收集所选文件段或块以便减少下载时间并增加P2P网络的鲁棒性。已经由用作P2P网络中对等体之间网关的所谓跟踪器选择从其下载数据块的那组对等体。在P2P系统中，当客户端请求内容时，基于跟踪器架构，它联系跟踪器以便获得具有期望数据块的对等体的地址。跟踪器用地址列表向具有该数据的对等体应答。例如，在比特洪流协议中，如果可用对等体数目等于50或在50以上，则跟踪器响应中对等体列表默认为50。如果存在更多具有期望内容块的对等体，则跟踪器随机地选择对等体以在响应中包含，或者跟踪器可选择成当响应于请求时实现更加智能的机制用于对等体选择。这种选择例如可基于地点、网络测量等进行。所有都基于跟踪器的角度。

问题是许多地点信息和其它运营商特定信息通常对于基于中央因特网的跟踪器是不可用的。另外，跟踪器可能不总是将运营商需求考虑进去，诸如在手边保持对运营商是本地的业务。

不同对等体的网络位置的有限知识使业务流从网络角度看是非优选的。这会将不必要的载荷放在因特网服务提供商ISP之间昂贵的对等连接上，特别是在使用转接对等时。这也使最终用户的下载时间更长。

为了克服这个问题，存在称为P2P的主动网络提供商参与的新方案(P4P)。P4P工作组具有来自ISP、电影/内容和P2P业界的参与者。工作组聚焦在帮助ISP处理大媒体文件的需求上并使用P2P技术实现合法分发，它们正在构建它们相信将是向客户传送电影和其它大文件的更有效模型的内容。

P4P通过使ISP使用提供有关如何配置其网络的信息的“iTracker”来工作。P2P软件可查询iTracker并识别优选的数据路由和要避免或根据时刻改变的网络连接。P2P软件然后可合作地连接到对于特定ISP更靠近或更便宜的对等体，有选择地有利于对等体，代替随机选择对等体，或基于访问或共享速度。

iTracker的缺点是ISP必须将iTracker安装在那儿的网络中，并且P2P应用必须知道ISP特定iTracker并且被允许连接到它。P4P iTracker概念还是违反网络中立条例工作。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的以上确定的局限。本发明聚焦在从网络的角度以最优方式改进管理P2P业务的方式。

由用于通过利用分发网络的公共信息将对等体编组的方法来解决管理P2P业务的问题。本发明描述了用于基于网络拓扑在协同节点中选择拥有所需内容的对等体并将这些对等体编组的机制和技术。基本上，该方法涉及基于从公共数据库向协同节点取的网络信息将对等体编组。根据第一示范实施例，跟踪器接收拥有所请求内容的对等体的信息。跟踪器然后相对于网络拓扑从公共数据库收集与内容保持对等体相关的信息。跟踪器相对于接收的拓扑参数、诸如例如对等体之间的相对地理位置将对等体编组。在已经接收到来自请求客户端的内容请求之后，跟踪器例如相对于与请求客户端相关编组的对等体的最有利位置将编组的对等体分级。

在本发明的另一方面，代替使用跟踪器作为搜索机构，已经使用分布式哈希表，并代替从请求客户端向跟踪器发送请求，根据DHT实现向最适合的对等体转发请求。因此，代替跟踪器用具有期望内容的对等体的IP地址的分级列表响应回，所发现的拥有IP地址的对等体将在已经咨询了公共数据库之后响应回并传递分级列表。

本发明的目的是从网络角度优化业务流，而无需违反网络中立条例工作。这个目的以及其它目的通过方法、布置、节点、系统和制品实现。

本发明得到诸如它给P2P应用不同对等体的网络位置的更好知识的优点，并且通过基于它们的对等网络位置分级和选择下载对等体，从网络角度，它将得到更优化的业务流。这将减少在ISP之间昂贵对等和转接连接上的P2P应用业务载荷，并如果可能的话尝试保持对ISP的网络本地的P2P业务。这还将减少最终用户的下载时间。

现在将结合附图在优选实施例的帮助下更详细描述本发明。

附图说明

图1是公开了经由各种接入网连接到因特网的多个客户端的示意框图。中央P2P跟踪器位于因特网中。该跟踪器与中央公共数据库相关联。

图2公开了根据第一实施例表示用于将适当对等体编组和分级并向请求客户端下载分级列表的方法的信号序列图。

图3公开了图1所示的公开经由各种接入网连接到因特网的多个客户端的相同示意框图。该图还公开了示出相对于请求客户端编组的内容保持对等体的编组表。

图4公开了表示用于将对等体编组的方法的信号序列图。

图5公开了协同节点的示意框图。

具体实施方式

图1根据示范实施例公开了包含经由各种接入网AN1-AN5连接到因特网的多个客户端1-8的对等P2P网络。该图公开了非常简化的示例，并且客户端数目在现实中更高。客户端1-8例如可以是移动电话、计算机、机顶盒或能够与因特网交换信息的其它装置。接入网AN1-AN5例如可以是通信网、电话网、因特网服务提供商等。在这个示范实施例中，可在接入网AN1-AN2中接入第一运营商OP1，并且可在AN3-AN5中接入第二运营商OP2。客户端1附连到OP1/AN1，客户端5和6附连到OP1/AN2，客户端2-4附连到OP2/AN4，客户端7附连到OP2/AN3，并且客户端8附连到OP2/AN5。中央跟踪器9在这个示例中位于因特网内。跟踪器在P2P网络中用作客户端(也称为对等体)的目录服务。P2P跟踪器可以是任何P2P搜索机构(例如比特洪流跟踪器系统)。跟踪器收集关于哪些对等体具有到任何请求对等体的什么数据块和扩展信息的信息。中央跟踪器能够从公共数据库RIR 10传递和取信息(例如一般见″Wikipedia″或″http://en.wikipedia.org/wiki/Regional_Internet_Registry″)。公共数据库在这个示例中是管理、分发和注册它们相应区域内公共因特网号资源的所谓区域因特网注册处RIR。区域因特网注册处(RIR)是监督世界上具体区域内的因特网号资源的分配和注册的组织。资源包含IP地址(Ipv4和Ipv6)和自主系统号。RIR一起紧密地并与其它方紧密地工作，以开发一致的策略，并促进因特网的最佳当前实践。因特网号资源(IP地址和自主系统AS号)以层级方式分布。RIR向本地因特网注册处分配IP地址空间和AS号，本地因特网注册处将这些资源指配给最终用户。在这个将与图2一起更加详细地解释的第一实施例中，示出用于将适合的对等体编组和分级进行内容下载的方法。根据第一示范实施例，跟踪器接收拥有所请求内容的对等体的信息。根据本发明，跟踪器然后相对于网络拓扑从公共数据库RIR收集与内容保持对等体相关的信息。代替RIR，跟踪器可从因特网路由注册处RIR取公共信息(例如见″Wikipedia″或″http://www.irr.net/docs/list.html″)。跟踪器相对于网络参数、诸如例如对等体之间的相对地理位置将对等体编组。在接收到来自请求客户端对内容的请求之后，跟踪器相对于例如编组的对等体相对于请求客户端的最有利的位置来将编组的对等体分级。

现在与图2一起解释根据第一实施例的方法。图2是信号序列图，其中已经公开了早前与图1一起简要说明的信令点RIR 10、跟踪器9和客户端1-8。根据众所周知的P2P协议，跟踪器不断从对等体/客户端接收洪流文件。洪流文件包括指向对等体的元数据，其中从现在开始称为内容的数据块段可从那里获得或传递到那里。该方法包括如下步骤：

●从客户端1向跟踪器9接收21包括身份、即指向客户端1的IP地址的洪流文件。客户端1由此通知跟踪器它愿意下载该内容。

●根据本发明，跟踪器搜索本地存储装置以看指向客户端1的文件是否已经在该存储装置中高速缓存。该存储装置可位于跟踪器“内”或“外”。

●在这个示例中，因为自从之前文件未高速缓存并且跟踪器向公共数据库RIR发送22包括指向客户端1的IP地址的网络参数请求。要注意，因特网服务提供商ISP、自主系统AS和路由的IP子网信息不经常改变，因而可由跟踪器高速缓存。因此，下次客户端从与前一对等体/客户端相同的IP子网连接时，可使用高速缓存的信息，代替询问RIR或IRR数据库。所提到的查询22使用与RIR特定命令选项相接口(interface)的标准。该查询可指出另一个RIR作为负责管理信息的RIR。例如，对欧洲网络中IP地址的ARIN RIR(例如见″Wikipedia″或″http://www.arin.net/″)的请求将指出RIPE作为用于处理信息的RIR，并且这将需要对RIPE数据库的随后查询。

●RIR用来自公共数据库、与客户端1的IP地址相关联的网络参数向跟踪器应答23。如果自从之前在本地存储装置中高速缓存指向客户端1的文件，则不执行发送和应答的步骤22和23。

●跟踪器在本地存储装置中高速缓存24来自RIR的响应，并且根据本发明检查指向保持相同内容的对等体的IP地址是否也在该存储装置中高速缓存。如果是这种情况，则编组将开始。将在后面描述中进一步说明所述编组。

●以与上述相同的方式，在已经接收到25包括指向愿意下载内容的客户端2的IP地址的洪流文件之后，跟踪器搜索本地存储装置以看指向客户端2的文件是否已经在存储装置中高速缓存。在这个示例中，文件未被高速缓存，并且跟踪器向公共数据库RIR发送26包括指向客户端2的IP地址的网络参数请求，所述公共数据库RIR用来自公共数据库、与客户端2的IP地址相关联的网络参数向跟踪器应答27。

●跟踪器在本地存储装置中高速缓存28来自RIR的响应，并且根据本发明检查指向保持相同内容的对等体的IP地址是否已经在存储装置中高速缓存。由此发现了客户端1的IP地址，并且两个内容保持对等体1和2的编组现在发生。后面在结合图3A的描述中进一步阐明了编组。

●以与上述相同的方式，在已经接收到29、33、37、41、45包括指向客户端4、5、6、7、8(这些客户端都愿意下载内容)的IP地址的洪流文件之后，跟踪器搜索本地存储装置。在这个示例中，文件未高速缓存，并且跟踪器向公共数据库RIR发送30、34、38、42、46包括指向客户端4、5、6、7、8的IP地址的网络参数请求，公共数据库RIR用与客户端的IP地址相关联的网络参数应答31、35、39、43、47。

●跟踪器在本地存储装置中高速缓存32、36、40、44、48来自RIR的响应，并且检查指向保持相同内容的对等体的IP地址是否已经在该存储装置中高速缓存。在这个示范实施例中，跟踪器已经接收到并高速缓存来自客户端1、2、4-8的信息，这些客户端都拥有构成内容子集的数据块段。在与客户端的IP地址相关联的网络参数在本地存储装置中高速缓存之后，已经连续执行了对等体的编组。已经根据预定义规则执行了编组。在后面的描述中可以看到已经应用在这个实施例中的规则。

从现在开始称为请求客户端的客户端3决定向跟踪器发送对内容的请求。前提是，请求客户端3用某种方式知道跟踪器的地址，该跟踪器例如通过下载洪流文件(诸如比特洪流)具有关于哪些对等体拥有期望内容的信息。

●从客户端3将包括指向请求客户端3的IP地址的洪流文件接收49到跟踪器。客户端3由此通知跟踪器它愿意从P2P网络获得该内容。像以前一样，跟踪器搜索本地存储装置以看指向客户端3的文件是否已经高速缓存在存储装置中。

●由于在这个示例中文件未被高速缓存，因此跟踪器向公共数据库RIR发送50包括指向客户端3的IP地址的网络参数请求。RIR用来自公共数据库的、与客户端3的IP地址相关联的网络参数向跟踪器应答51。

●跟踪器在本地存储装置中高速缓存来自RIR的响应，并开始将属于客户端1、2、4-8的高速缓存地址连同新接收的请求客户端3的地址一起编组。内容保持客户端连同请求客户端的这个最终编组在图2中用块符号公开了，并且现在将与图3一起进一步说明。

图3公开了与在图1中公开的相同的网络配置。该图还公开了示出在从请求客户端3已经接收到对内容的请求之后执行的最终编组的表。已经根据下面示出的分级方案进行了编组。要注意，方案在这个示例中基于当前可得到的运营商偏好，并且只是一个示例。可考虑用于分级的另一个参数，例如是运营商财产。网络分级还可与公共P2P客户端信息、如接入链路带宽和最大上载速度一起用于得到最佳对等关系分级等。

下面是从地理网络位置角度遵循已经应用在这个实施例中的规则的所提到分级方案：

A.极好，在ISP指配的IP子网中的a/22地址范围内

B.非常好，在ISP指配的IP子网内

C.好，相同ISP的AS号内的不同IP子网

D.一般好，不同AS中的IP子网，但在同一ISP内

E.一般，不同ISP的AS之间的直接对等

F.非常不好，经由多个AS跳的转接对等

正如可在图3中的表中看到的一样，对等体3已经相对于对等体2分级为群组B关系，即“非常好，在ISP指配的IP子网内”。对等体3已经相对于对等体4分级为群组C关系，即“好”，并且相对于对等体1、5、6、8分级为群组E关系，即“一般”，而相对于对等体7，对等体3已经分级为群组F关系，即“非常不好”。跟踪器创建关于请求客户端的最有利对等体的分级列表以从中下载内容，其中最有利的对等体在列表顶上。所创建的分级列表在这个示例中看上去像如下：

1.客户端2

2.客户端4

3.客户端1、5、6、8

4.客户端7

当分级列表在跟踪器中最终定下来时，跟踪器向请求客户端3发送52分级列表。这在图2中可看到。请求客户端现在通过使用分级列表作为参考决定从哪些对等体中下载内容，以及联系所选的内容保持对等体，并开始根据众所周知的常规P2P技术下载内容。

如果客户端不能够建立到来自列表中顶部分级对等体的连接，例如如果对等体已经离开P2P网络，或者如果从所选对等体聚集的下载速度太低，则请求客户端可选择分级更低的对等体，或向跟踪器请求分级对等体的另一列表。

现在将简要论述本发明的第二实施例。代替使用跟踪器作为搜索机构，可以使用分布式哈希表。P2P系统的中央部分之一是目录服务。基本上，目录服务是含有具有特定内容的对等体IP地址的数据库。在集中式P2P实现中，这个目录是所谓的跟踪器(如上所述)，在分布式P2P实现中，它被称为分布式哈希表DHT。在DHT中，多个分布式数据库驻留在许多对等体上，而不是像在跟踪器情况下在单个节点中；因此它是分布式数据库。DHT算法是本领域技术人员众所周知的。在这个第二实施例中，代替从请求客户端向跟踪器发送请求，根据DHT实现，该请求被转发到最合适的对等体。因此，代替跟踪器用具有期望内容的对等体的IP地址的分级列表响应回，拥有IP地址的所发现对等体——也称为协同节点，将在咨询了公共数据库RIR之后响应回，并传递分级列表(对于“无跟踪器”洪流的更多信息例如见″http://www.bittorrent.org/beps/bep 0005.html″)。作为备选，基于DHT的跟踪器可存在于含有多个服务器的载波域中，则该解决方案更稳定。

当相同内容应该分发到许多客户端时，本发明还可用在服务器到客户端通信中，其中具有根据多个客户端的网络位置使用单播或多播分发的选项。

图4公开了例证本发明一些实质方法步骤的流程图。该流程图要与早前示出的附图一起阅读。该流程图包括如下步骤：

愿意传递/接收内容的对等体的身份被接收到协同节点。这个步骤在该图中用块101示出。

如果尚未高速缓存，则协同节点向公共数据库请求与接收的身份相关的网络参数。这个步骤在该图中用块102示出。

协同节点从公共数据库接收与这些身份相关的网络参数。这个步骤在该图中用块103示出。

协同节点从网络的角度将对等体编组。这个步骤在该图中用块104示出。

图5更详细地公开了早前已经在结合前面附图1-3的应用中论述的协同节点9的示例。在前面附图中，协同节点例如已经由跟踪器表示。

这节作为示例描述协同节点的对于本发明重要的一些部分。如在图5中可看到的，协同节点包括两个主要块，即捕获块和处理块。来自内容保持对等体(或期望接收内容的对等体)的数据文件被接收到接收器REC，并被转发到捕获块。

捕获块负责从数据文件中提取对等体的身份，并查询本地数据库LS以看对等体是否已经在数据库中高速缓存。

处理块负责向公共数据库PD请求与在捕获块从消息中提取的IP地址相关联的网络参数。处理块还从公共数据库接收网络参数。处理块通过查询本地数据库LS还负责早前论述的对等体的编组和分级。创建的分级列表经由发送器SEND从协同节点转发到请求对等体。

图1和图5中示意性示出了可用于实施本发明的系统。枚举的项目在附图中显示为单独单元。然而，在本发明的实际实现中，它们可以是其它电子装置、诸如数字计算机的不可分组件。由此，上述动作可以用可实施在包含程序存储介质的制品中的软件实现。程序存储介质包含在载波、计算机盘(磁或光(例如CD或DVD或二者))、非易失性存储装置、带、系统存储器和计算机硬盘驱动器中一个或多个中实施的数据信号。

本发明的系统和方法例如可在第三代合作伙伴项目(3GPP)、欧洲电信标准协会(ETSI)、美国国家标准协会(ANSI)或其它标准电信网络架构中的任一个上实现。其它示例是电气和电子工程师协会(IEEE)或因特网工程任务组(IETF)。

说明书为了说明而非限制的目的阐述了具体细节，诸如特定组件、电子电路、技术等，以便提供对本发明的理解。但是本领域技术人员要明白，本发明可以在脱离这些具体细节的其它实施例中实施。在其它情况下，省略了众所周知的方法、装置和技术等的详细描述，以免用不必要的细节模糊了该描述。在一个或多个附图中示出了各个功能块。本领域技术人员将认识到，可以使用分立组件或多功能硬件实现功能。可使用编程微处理器或通用计算机实现处理功能。本发明不限于以上描述的和附图中示出的实施例，而是可以在所附权利要求书的范围内修改。

Claims (19)

1.用于在对等网络中选择适当对等体(1，2，4-8)进行内容下载的方法，由此拥有规定内容的对等体的身份被接收到协同节点(9)，其特征在于，取与接收的身份相关联的网络参数的步骤和相对于所述网络参数将所述对等体编组的步骤。

2.如权利要求1所述的用于选择适当对等体的方法，取信息的所述步骤包括：

-从所述协同节点(9)向公共数据库(10)发送包括对等体的IP地址身份的网络参数请求；

-从所述公共数据库(10)将与所述IP地址相关联的网络参数接收到所述协同节点(9)。

3.如权利要求1所述的用于选择适当对等体的方法，取信息的所述步骤包括：

-检查与对等体的IP地址身份相关的网络参数是否在存储装置(LS)中高速缓存。

4.如权利要求1-3中任一项所述的用于选择适当对等体的方法，将所述对等体编组的所述步骤包括：

-检查是否高速缓存了对应对等体的内容；

-相对于网络参数将对等关系编组。

5.如权利要求1-2中任一项所述的用于选择适当对等体的方法，其中请求客户端(3)请求所述规定内容，并且由此相对于所述请求客户端(3)的网络参数对比编组的对等体(1，2，4-8)的参数来将编组的对等体分级。

6.如权利要求5所述的用于选择适当对等体的方法，由此从所述协同节点向所述请求客户端(3)发送分级对等体列表。

7.如上述权利要求中任一项所述的用于选择适当对等体的方法，所述公共数据库(10)管理、分发和/或注册它们相应区域内的公共因特网号资源。

8.如上述权利要求中任一项所述的用于选择适当对等体的方法，其中每个群组含有通过特定标准彼此相关的对等体。

9.如权利要求8所述的用于选择适当对等体的方法，所述标准基于如下规则中的至少一个：

-地理网络位置；

-运营商财产；

-接入线路带宽；

-上载速度。

10.一种节点(9)，用于在对等网络中选择适当对等体(1，2，4-8)进行内容下载，由此拥有规定内容的对等体的身份被接收到所述节点(9)，所述节点其特征在于取与接收的身份相关联的网络参数的部件和相对于所述网络参数将所述对等体编组的部件。

11.如权利要求10所述的用于选择适当对等体的节点(9)，所述节点还包括：

-用于从所述节点(9)向公共数据库(10)发送包括对等体的IP地址身份的网络参数请求的部件；

-用于从所述公共数据库(10)将与所述IP地址相关联的网络参数接收到所述协同节点(9)的部件。

12.如权利要求10所述的用于选择适当对等体的节点，所述节点还包括：

-用于检查与对等体的IP地址身份相关的网络参数是否在存储装置(LS)中高速缓存的部件。

13.如权利要求10-12中任一项所述的用于选择适当对等体的节点，所述节点还包括：

-用于检查是否高速缓存对应对等体的内容的部件；

-用于相对于网络参数将对等关系编组的部件。

14.如权利要求10-13中任一项所述的用于选择适当对等体的节点，其中请求客户端(3)请求所述规定内容，所述节点还包括用于相对于请求客户端(3)的网络参数对比编组的对等体(1，2，4-8)的参数将编组的对等体分级的部件。

15.如权利要求14所述的用于选择适当对等体的节点，所述节点还包括用于从所述节点向所述请求客户端(3)发送分级的对等体列表的部件。

16.如权利要求11-15中任一项所述的用于选择适当对等体的节点，其中所述节点是跟踪器(9)。

17.如权利要求16所述的用于选择适当对等体的节点，所述跟踪器(9)是分散的。

18.制品，包括其中包含有在对等网络中选择适当对等体(1，2，4-8)进行内容下载的计算机可读代码的程序存储介质，所述程序代码包括：

-能够接收拥有规定内容的对等体身份的计算机可读程序代码；其特征在于：

-能够取与接收的身份相关联的网络参数的计算机可读程序代码；

-能够相对于所述网络参数将所述对等体编组的计算机可读程序代码。

19.一种网络运营商系统，用于在对等网络中从适当对等体进行内容下载，所述系统包括：

-用于接收拥有规定内容的对等体的身份的部件；其特征在于：

-用于从节点(9)向公共数据库(10)发送包括对等体的IP地址身份的网络参数请求的部件；

-用于从所述公共数据库(10)将与所述IP地址相关联的网络参数接收到所述协同节点(9)的部件；

-用于相对于所述网络参数将所述对等体编组的部件。

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