CN103209136A - 一种网络负荷控制方法及登记服务器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种网络负荷控制方法及登记服务器，包括：登记服务器在获知目标区域过负载后，在所述目标区域中加入节点。本发明通过将预留的备用节点加入或退出目标网络，或者通过节点标识调整的方式，对P2P网络进行负荷控制，能够不降低P2P网络的接通率。

Description

一种网络负荷控制方法及登记服务器
技术领域
本发明涉及通讯领域，尤其是涉及一种网络负荷控制方法及登记服务器。
背景技术
目前，对等互联或点对点(Peer-to-Peer，P2P)在文件交换、分布式计算和服务共享等方面已经充分显示出了其强大的技术优势，但是，P2P的应用主要还是集中在Internet(英特网)应用中，在传统电信网络中尚未大规模应用。考虑到目前以及将来电信网络中，会话控制的主流是SIP(会话初始化)协议，因此，将P2P技术引入到电信网中，必须能保证SIP协议在P2P网络中的应用，同时需要能够运行各类典型业务。
基于以上考虑，目前业界的很多机构都在致力于研究如何将P2P技术引入到电信网络中来，图1是现有研究中得到大多数研究者与研究机构认同的一种P2P核心网架构示意图，其中：
P2P叠加网101由各类担负不同角色的对等体(本文中也称为节点)组成的一张逻辑网络。
P2P叠加网中的对等节点102为P2P叠加网中的基本组成部分，是能够为同一P2P叠加网中的其它节点提供存储和传送服务的节点。
非P2P终端设备103为接入到P2P叠加网的不支持任何P2P协议，仅支持SIP协议的终端设备。
P2P终端设备104为接入到P2P叠加网中的既支持P2P协议，也支持IP协议的终端设备；考虑到一般终端设备，特别是手持式终端设备的能力较弱，所以很多情况下，在实际部署中，P2P终端设备仅作为P2P客户端接入到P2P叠加网中，并不承担存储、传送等服务器的功能。
接入节点105为非P2P终端设备103和P2P终端设备104等终端设备的接入节点，考虑到电信营运的需要，包括P2P终端与非P2P终端都必须通过就近的接入节点接入到P2P叠加网中，当该接入节点作为非P2P终端的接入节点时，同时作为代理节点，负责将非P2P终端所采用的SIP协议与P2P叠加网内部路由SIP所采用协议的转换，而当该节点作为P2P终端的接入节点时，仅需要对消息进行中继。
登记服务器106负责对等网网络节点加入管理，为节点加入对等网络分配节点标识。
负荷均衡服务器107负责收集P2P网络节点负荷。
在P2P叠加网中，对等节点102之间根据分布式哈希算法(DHT)，实现节点之间数据相互动态实时备份。
图2是传统网络过负荷控制的流程示意图，其中前向节点为消息发送方，后向节点为消息接收方，当前向节点感知到后向节点过负荷，前向节点根据过负荷策略，按比例丢弃或者向后向节点发送消息，具体流程如下：
步骤201：前向节点感知到后向节点过负荷；
前向节点感知后向节点负荷的方式一般包括：后向节点告知、负荷均衡服务器告知和根据消息延迟推断等。
步骤202：前向节点根据过负荷策略，根据后向节点过负荷程度，按照既定的比例丢弃或者发送消息给后向节点，以减少后向节点的负荷。
如果将上述传统网络的过负荷控制方法应用到P2P网络，无法体现P2P网络的优势，反而扩大P2P网络的不稳定性，P2P网络的优势是以数量换取高质量，单个节点的稳定性要比传统网络单节点的性能要差，在网络高负荷运作时候，更容易形成资源过负荷，如果按照传统的过负荷控制方式，会导致在高负荷的时候，P2P网络的接通率要大大低于传统网络。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种网络负荷控制方法及登记服务器，能够在不降低P2P网络接通率的情况下实现对P2P网络的负荷控制。
为解决上述技术问题，本发明的一种网络负荷控制方法，包括：
登记服务器在获知目标区域过负载后，在所述目标区域中加入节点。
进一步地，在所述目标区域中加入节点，包括：
所述登记服务器调用备用节点，将所述备用节点加入到所述目标区域中，或者从所述目标区域之外的网络区域中选择节点，将所选择的节点加入到所述目标区域中。
进一步地，将所述备用节点加入到所述目标区域，包括：
所述登记服务器唤醒所述备用节点，在接收到所述备用节点发送的加入网络请求消息后，为所述备用节点分配节点标识，所分配的节点标识使所述备用节点在加入网络后为所述目标区域分担目标区域地址空间的承载，以分解所述目标区域的负荷。
进一步地，从所述目标区域之外的网络区域中选择节点，将所选择的节点加入到所述目标区域中，包括：
所述登记服务器从所述目标区域之外的网络区域中选择一个或多个负荷低于所述目标区域的参考负荷的节点或选择一个或多个负荷低于第一负荷门限的节点；
所述登记服务器通知所选择的节点重新加入网络，并在接收到所选择的节点发送的加入网络请求消息后，为所选择的节点分配节点标识，所分配的节点标识使所选择的节点在加入网络后为所述目标区域分担目标区域地址空间的承载，以分解所述目标区域的负荷。
进一步地，所述参考负荷在所述目标区域中包含多个节点时，为所述目标区域中的节点的平均负荷或最低负荷；在所述目标区域中包含一个节点时，为所包含的节点的负荷。
进一步地，所述备用节点为处于空闲状态或者休眠状态，并监听所述登记服务器的唤醒，在监听到所述登记服务器的唤醒后，进入工作状态，向所述登记服务器发送加入网络请求消息的节点。
进一步地，所述登记服务器获知目标区域过负载的步骤，包括：
负荷控制节点判断所述目标区域的负荷是否高于第二负荷门限，如果高于，则确定需要发起负荷调整，向所述登记服务器发送负荷调整请求；或者，
在所述负荷控制节点与所述登记服务器合设时，所述登记服务器感知所述目标区域的负荷，判断所述目标区域的负荷是否高于第二负荷门限。
进一步地，所述目标区域中包含一个或多个节点，所述负荷控制节点在所述负荷调整请求中将所述目标区域中包含的节点的节点标识通知给所述登记服务器。
进一步地，所述负荷控制节点在所述负荷调整请求中将所述目标区域中包含的节点的节点标识通知给所述登记服务器的方式包含以下一种或多种，包括：
所述负荷控制节点在所述负荷调整请求中记录单个节点的节点标识；
所述负荷控制节点在所述负荷调整请求中记录节点标识范围，所述节点标识范围表示一个节点或表示节点标识相连续的多个节点。
进一步地，在所述节点标识范围的前后两个端节点标识相同时，表示所述端节点标识指向的节点。
进一步地，所述负荷控制节点为当前发生业务的节点，或者为负荷均衡服务器，或者为设置在所述登记服务器中的功能单元。
进一步地，一种网络负荷控制方法，包括：
登记服务器在获知目标区域的负荷低于第三负荷门限时，从所述目标区域中选择节点，将所选择的节点退出所述目标区域。
进一步地，将所选择的节点退出所述目标区域，包括：
所述登记服务器通知所选择的节点退还为备用节点。
进一步地，所述备用节点为处于空闲状态或者休眠状态，并监听所述登记服务器的唤醒，在监听到所述登记服务器的唤醒后，进入工作状态，向所述登记服务器发送加入网络请求消息的节点。
进一步地，一种登记服务器，包括：负荷监控单元和负荷控制单元，其中：
所述负荷监控单元，用于监控目标区域的负荷；
所述负荷控制单元，用于在所述负荷监控单元获知目标区域过负载后，在所述目标区域中加入节点。
进一步地，所述负荷控制单元，具体用于调用备用节点，将所述备用节点加入到所述目标区域中，或者从所述目标区域之外的网络区域中选择节点，将所选择的节点加入到所述目标区域中。
进一步地，所述负荷控制单元包括：节点管理子单元和标识分配子单元，其中：
所述节点管理子单元，用于唤醒所述备用节点，接收所述备用节点发送的加入网络请求消息；
所述标识分配子单元，用于在所述节点管理子单元接收到所述备用节点发送的加入网络请求消息后，为所述备用节点分配节点标识，所分配的节点标识使所述备用节点在加入网络后为所述目标区域分担目标区域地址空间的承载，以分解所述目标区域的负荷。
进一步地，所述负荷控制单元包括：节点管理子单元和标识分配子单元，其中：
所述节点管理子单元，用于从所述目标区域之外的网络区域中选择一个或多个负荷低于所述目标区域的参考负荷的节点或选择一个或多个负荷低于第一负荷门限的节点，通知所选择的节点重新加入网络，并接收所选择的节点发送的加入网络请求消息；
所述标识分配子单元，用于在所述节点管理子单元接收到所述备用节点发送的加入网络请求消息后，为所选择的节点分配节点标识，所分配的节点标识使所选择的节点在加入网络后为所述目标区域分担目标区域地址空间的承载，以分解所述目标区域的负荷。
进一步地，一种登记服务器，包括：负荷监控单元和负荷控制单元，其中：
所述负荷监控单元，用于监控目标区域的负荷；
所述负荷控制单元，用于在所述负荷监控单元获知目标区域的负荷低于第三负荷门限时，从所述目标区域中选择节点，将所选择的节点退出所述目标区域。
进一步地，所述负荷控制单元包括节点管理子单元，其中：
所述节点管理子单元，用于从所述目标区域中选择节点，通知所选择的节点退还为备用节点。
综上所述，本发明通过将预留的备用节点加入或退出目标网络，或者通过节点标识调整的方式，对P2P网络进行负荷控制，能够不降低P2P网络的接通率。
附图说明
图1为现有技术中P2P核心网的架构图；
图2为现有技术中网络过负荷控制的方法的流程图；
图3～图5为本发明实施方式的网络负荷控制方法的流程图；
图6为本发明实施方式的登记服务器的架构图。
具体实施方式
本实施方式中，在P2P网络中，负荷控制节点感知到目标区域的负荷高于运营商设置的第二负荷门限，发消息通知登记服务器，请求调整网络负荷，登记服务器在目标区域中加入节点；负荷控制节点在目标区域的负荷低于第三负荷门限时，请求调整网络负荷，登记服务器从目标区域中选择节点，将所选择的节点退出目标区域。负荷控制节点可以是P2P网络中的一个发生业务的节点，这里的发生业务的节点指对等网络中的普通节点，或者是负荷均衡服务器，如果登记服务器集合负荷控制节点，则无需由负荷控制节点向登记服务器发送请求消息，请求负荷调整，由登记服务器器直接进行调整。
图3为本实施方式的网络负荷控制方法，包括：
步骤301：负荷控制节点感知目标区域，判断目标区域的负荷是否高于设置的第二负荷门限，以确定是否需要发起负荷调整，如果需要，则执行步骤302；
第二负荷门限针对的是网络的某个时间段的平均负荷或者负荷峰值。
负荷控制节点为当前发生业务的节点，或者为负荷均衡服务器，或者为设置在登记服务器中的功能单元，即：负荷控制节点与登记服务器合设。
步骤302：负荷控制节点向登记服务器发送负荷调整请求，在请求中将目标区域中包含的节点的节点标识通知给登记服务器；
目标区域中包含一个或多个节点，负荷控制节点可以在负荷调整请求中记录单个节点的节点标识；和/或在负荷调整请求中记录节点标识范围，节点标识范围表示一个节点或表示节点标识相连续的多个节点。在节点标识范围的前后两个端节点标识相同时，表示端节点标识指向的节点。
步骤303：登记服务器向备用节点池调用备用节点，唤醒所调用的备用节点，通知备用节点加入到目标区域，以降低目标网络区域的负荷；
备用节点为处于空闲状态或者休眠状态，并监听登记服务器的唤醒，在监听到登记服务器的唤醒后，进入工作状态，向登记服务器发送加入网络请求消息的节点。
步骤304：备用节点启动，并向登记服务器发出加入网络请求消息；
步骤305：登记服务器收到备用节点的加入网络请求消息，为备用节点分配节点标识(ID)，所分配的节点标识使备用节点在加入网络后为目标区域分担目标区域地址空间的承载，以分解目标区域的负荷；
登记服务器根据目标区域中包含的节点的节点标识确定为备用节点分配的节点标识。
登记服务器采用网络分布式算法(DHT)的不同分配方式分配节点标识。
步骤306：返回分配的节点ID给备用节点；
步骤307：备用节点使用所分配的节点ID加入到目标区域，以分解目标区域的网络负荷。
图4是本实施方式的网络负荷控制方法的另一实现方式，在该实现方式中，登记服务器在收到负荷控制服务器的负荷调整请求后，选择负荷较轻的节点调整到目标区域，包括：
步骤401～402同步骤301～302；
步骤403：登记服务器从目标区域之外的网络区域中选择一个或多个负荷低于目标区域的参考负荷的节点或选择一个或多个负荷低于第一负荷门限的节点；
参考负荷在目标区域中包含多个节点时，为目标区域中的节点的平均负荷或最低负荷；在目标区域中包含一个节点时，为所包含的节点的负荷。
登记服务器可以向负荷均衡服务器查询网络中节点的负荷。
步骤404：登记服务器向所选择的节点发送网络调整请求消息，通知所选择的节点重新加入网络；
步骤405：所选择的节点退出网络；
步骤406：所选择的节点向登记服务器发送加入网络请求消息，重新加入网络；
步骤407：登记服务器收到所选择的节点的加入网络请求消息，为所选择的节点分配节点标识，所分配的节点标识使所选择的节点在加入网络后为目标区域分担目标区域地址空间的承载，以分解目标区域的负荷；
登记服务器根据目标区域中包含的节点的节点标识确定为所选择的节点分配的节点标识。
登记服务器采用网络分布式算法(DHT)的不同分配方式分配节点标识。
步骤408：返回分配的节点ID给所选择的节点；
步骤409：所选择的节点使用所分配的节点ID加入到目标区域，以分解目标区域的网络负荷。
图5是本实施方式的网络负荷控制方法的另一实施例，负荷控制节点感知目标区域的负荷减轻低于第三负荷门限，则向登记服务器发送网络调整请求，登记服务器选择节点退出目标，退化为备用节点，包括：
步骤501：负荷控制节点感知目标区域，在目标区域的负荷低于设置的第三负荷门限时，执行步骤502；
第三负荷门限针对的是网络的某个时间段的平均负荷。
步骤502：负荷控制节点向登记服务器发送负荷调整请求，在请求中将目标区域中包含的节点的节点标识通知给登记服务器；
目标区域中包含一个或多个节点，负荷控制节点可以在负荷调整请求中记录单个节点的节点标识；和/或在负荷调整请求中记录节点标识范围，节点标识范围表示一个节点或表示节点标识相连续的多个节点。在节点标识范围的前后两个端节点标识相同时，表示端节点标识指向的节点。
步骤503：登记服务器从目标区域中选择一个或者多个节点退出服务，进入备用状态；
步骤504：登记服务器向所选择的节点发送退出网络请求；
步骤505：所选择的节点退出网络，并进入备用状态。
这里的备份状态指节点处于空闲或者休眠状态，定时监听登记服务器的激活请求。
如图6所示，本实施方式还提供了一种登记服务器，包括：负荷监控单元和负荷控制单元，其中：
负荷监控单元，用于监控目标区域的负荷；
负荷控制单元，用于在负荷监控单元获知目标区域过负载后，在目标区域中加入节点。
负荷控制单元，具体用于调用备用节点，将备用节点加入到目标区域中，或者从目标区域之外的网络区域中选择节点，将所选择的节点加入到目标区域中。
负荷控制单元包括：节点管理子单元和标识分配子单元，其中：
节点管理子单元，用于唤醒备用节点，接收备用节点发送的加入网络请求消息；
标识分配子单元，用于在节点管理子单元接收到备用节点发送的加入网络请求消息后，为备用节点分配节点标识，所分配的节点标识使备用节点在加入网络后为目标区域分担目标区域地址空间的承载，以分解目标区域的负荷。
在另一实现方式中，节点管理子单元，用于从目标区域之外的网络区域中选择一个或多个负荷低于目标区域的参考负荷的节点或选择一个或多个负荷低于第一负荷门限的节点，通知所选择的节点重新加入网络，并接收所选择的节点发送的加入网络请求消息；
标识分配子单元，用于在节点管理子单元接收到备用节点发送的加入网络请求消息后，为所选择的节点分配节点标识，所分配的节点标识使所选择的节点在加入网络后为目标区域分担目标区域地址空间的承载，以分解目标区域的负荷。
本实施方式的另一登记服务器，包括：负荷监控单元和负荷控制单元，其中：
负荷监控单元，用于监控目标区域的负荷；
负荷控制单元，用于在负荷监控单元获知目标区域的负荷低于第三负荷门限时，从目标区域中选择节点，将所选择的节点退出目标区域。
负荷控制单元包括节点管理子单元，其中：节点管理子单元，用于从目标区域中选择节点，通知所选择的节点退还为备用节点。
当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (20)

1.一种网络负荷控制方法，其特征在于，包括：
登记服务器在获知目标区域过负载后，在所述目标区域中加入节点。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述目标区域中加入节点，包括：
所述登记服务器调用备用节点，将所述备用节点加入到所述目标区域中，或者从所述目标区域之外的网络区域中选择节点，将所选择的节点加入到所述目标区域中。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述备用节点加入到所述目标区域，包括：
所述登记服务器唤醒所述备用节点，在接收到所述备用节点发送的加入网络请求消息后，为所述备用节点分配节点标识，所分配的节点标识使所述备用节点在加入网络后为所述目标区域分担目标区域地址空间的承载，以分解所述目标区域的负荷。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，从所述目标区域之外的网络区域中选择节点，将所选择的节点加入到所述目标区域中，包括：
所述登记服务器从所述目标区域之外的网络区域中选择一个或多个负荷低于所述目标区域的参考负荷的节点或选择一个或多个负荷低于第一负荷门限的节点；
所述登记服务器通知所选择的节点重新加入网络，并在接收到所选择的节点发送的加入网络请求消息后，为所选择的节点分配节点标识，所分配的节点标识使所选择的节点在加入网络后为所述目标区域分担目标区域地址空间的承载，以分解所述目标区域的负荷。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：所述参考负荷在所述目标区域中包含多个节点时，为所述目标区域中的节点的平均负荷或最低负荷；在所述目标区域中包含一个节点时，为所包含的节点的负荷。
6.如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述备用节点为处于空闲状态或者休眠状态，并监听所述登记服务器的唤醒，在监听到所述登记服务器的唤醒后，进入工作状态，向所述登记服务器发送加入网络请求消息的节点。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述登记服务器获知目标区域过负载的步骤，包括：
负荷控制节点判断所述目标区域的负荷是否高于第二负荷门限，如果高于，则确定需要发起负荷调整，向所述登记服务器发送负荷调整请求；或者，
在所述负荷控制节点与所述登记服务器合设时，所述登记服务器感知所述目标区域的负荷，判断所述目标区域的负荷是否高于第二负荷门限。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于：所述目标区域中包含一个或多个节点，所述负荷控制节点在所述负荷调整请求中将所述目标区域中包含的节点的节点标识通知给所述登记服务器。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述负荷控制节点在所述负荷调整请求中将所述目标区域中包含的节点的节点标识通知给所述登记服务器的方式包含以下一种或多种，包括：
所述负荷控制节点在所述负荷调整请求中记录单个节点的节点标识；
所述负荷控制节点在所述负荷调整请求中记录节点标识范围，所述节点标识范围表示一个节点或表示节点标识相连续的多个节点。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于：在所述节点标识范围的前后两个端节点标识相同时，表示所述端节点标识指向的节点。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述负荷控制节点为当前发生业务的节点，或者为负荷均衡服务器，或者为设置在所述登记服务器中的功能单元。
12.一种网络负荷控制方法，其特征在于，包括：
登记服务器在获知目标区域的负荷低于第三负荷门限时，从所述目标区域中选择节点，将所选择的节点退出所述目标区域。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，将所选择的节点退出所述目标区域，包括：
所述登记服务器通知所选择的节点退还为备用节点。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于：所述备用节点为处于空闲状态或者休眠状态，并监听所述登记服务器的唤醒，在监听到所述登记服务器的唤醒后，进入工作状态，向所述登记服务器发送加入网络请求消息的节点。
15.一种登记服务器，其特征在于，包括：负荷监控单元和负荷控制单元，其中：
所述负荷监控单元，用于监控目标区域的负荷；
所述负荷控制单元，用于在所述负荷监控单元获知目标区域过负载后，在所述目标区域中加入节点。
16.如权利要求15所述的登记服务器，其特征在于：
所述负荷控制单元，具体用于调用备用节点，将所述备用节点加入到所述目标区域中，或者从所述目标区域之外的网络区域中选择节点，将所选择的节点加入到所述目标区域中。
17.如权利要求16所述的登记服务器，其特征在于，所述负荷控制单元包括：节点管理子单元和标识分配子单元，其中：
所述节点管理子单元，用于唤醒所述备用节点，接收所述备用节点发送的加入网络请求消息；
所述标识分配子单元，用于在所述节点管理子单元接收到所述备用节点发送的加入网络请求消息后，为所述备用节点分配节点标识，所分配的节点标识使所述备用节点在加入网络后为所述目标区域分担目标区域地址空间的承载，以分解所述目标区域的负荷。
18.如权利要求16所述的登记服务器，其特征在于，所述负荷控制单元包括：节点管理子单元和标识分配子单元，其中：
所述节点管理子单元，用于从所述目标区域之外的网络区域中选择一个或多个负荷低于所述目标区域的参考负荷的节点或选择一个或多个负荷低于第一负荷门限的节点，通知所选择的节点重新加入网络，并接收所选择的节点发送的加入网络请求消息；
所述标识分配子单元，用于在所述节点管理子单元接收到所述备用节点发送的加入网络请求消息后，为所选择的节点分配节点标识，所分配的节点标识使所选择的节点在加入网络后为所述目标区域分担目标区域地址空间的承载，以分解所述目标区域的负荷。
19.一种登记服务器，其特征在于，包括：负荷监控单元和负荷控制单元，其中：
所述负荷监控单元，用于监控目标区域的负荷；
所述负荷控制单元，用于在所述负荷监控单元获知目标区域的负荷低于第三负荷门限时，从所述目标区域中选择节点，将所选择的节点退出所述目标区域。
20.如权利要求19所述的登记服务器，其特征在于，所述负荷控制单元包括节点管理子单元，其中：
所述节点管理子单元，用于从所述目标区域中选择节点，通知所选择的节点退还为备用节点。
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