WO2008011775A1 - Procédé de gestion du trafic d'un réseau pair à pair à semi-distribution, ainsi que système et dispositif correspondants - Google Patents

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WO2008011775A1
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    • H04L67/1085—Resource delivery mechanisms involving dynamic management of active down- or uploading connections

Definitions

  • Step 501 The resource requester node establishes a link with the resource provider to download the resource.
  • Step 502 The home node obtains the download traffic of the network traffic resource requester node and the upload traffic of the resource provider node.
  • the resource requester node acquires resources from the resource provider node, and the resource requester node and resources The provider node separately counts its own data download traffic and data upload traffic, and sends the statistical download traffic and upload traffic to the home node corresponding to the resource requester node.
  • the resource requester node reports its own download traffic table DTT to its home node.
  • the message can be transmitted in the UTF-8 character form of the SIP protocol standard, and a new header field type Traffic is defined.
  • a typical SIP message carrying traffic statistics is as follows:
  • Step 702 The local super node sends a request to the home node HN1 corresponding to the resource requester node.
  • a permission message is requested, the message including a search content permission request.
  • Step 803 The local super node sends a new data flow table to the home node HN1.
  • the flow meter is called a Relay Traffic Table (RTT), and the type in the packet is Relay.
  • RTT Relay Traffic Table
  • the embodiment of the present invention utilizes the principle that the data downloaded and received by the node in the network and the node that uploads the data should be consistent, and separately collects the sent data flow value and the received data flow value of the pair of nodes, and refers to the network.
  • the relay traffic value of the trusted node in the node accurately counts the traffic of each node, and manages the node according to the statistical result, thereby effectively managing the network.
  • the analysis determining unit is configured to determine the problem existing in the network and the traffic statistics according to the relationship between the upload flow value, the download flow value, and the relay flow value provided by the comparison sub-module S21, and report the problem to the network management.
  • a P2P network usually selects multiple home nodes, and each home node can be responsible for managing multiple common nodes. Therefore, in order to effectively collect and manage network traffic, it can also be in the traffic management module.
  • the network traffic analysis module S23 is configured in S142, and is connected to the traffic value obtaining module S141, and is configured to use, according to the traffic value obtaining module, all the nodes in the network and the home node.
  • the data flow of the normal node determines the traffic distribution in the network, and sends a flow redirection command to the ordinary node that provides the resource through the long-distance link when it is determined that the local resource has the same resource.
  • the traffic management module S142 specifically includes: a comparison submodule S21, configured to compare a relationship between traffic values provided by the traffic value obtaining module, where the relationship between the traffic values includes at least the upload traffic And a relationship between the value and the downloaded traffic value; and the abnormal traffic data processing sub-module S22, configured to: when the difference between the uploaded traffic value and the downloaded traffic value obtained by comparing the comparison sub-module S21 exceeds a predetermined threshold Determine the problem existing in the network and the traffic statistics, and upload the judgment result to the network management.
  • a comparison submodule S21 configured to compare a relationship between traffic values provided by the traffic value obtaining module, where the relationship between the traffic values includes at least the upload traffic And a relationship between the value and the downloaded traffic value
  • the abnormal traffic data processing sub-module S22 configured to: when the difference between the uploaded traffic value and the downloaded traffic value obtained by comparing the comparison sub-module S21 exceeds a predetermined threshold Determine the problem existing in the network and the traffic statistics, and upload the judgment result to the network management

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Description

半分布式 P2P网络流量管理方法、 系统及设备
本申请要求于 2006 年 7 月 17 日提交中国专利局、 申请号为 200610099348.6、 发明名称为"半分布式 P2P网络流量管理方法、 系统及设备" 的中国专利申请的优先权， 其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本发明涉及 P2P网络技术领域， 特别涉及一种半分布式 P2P网络流量管 理方法、 系统及设备。
背景技术
近几年来， P2P ( Peer to Peer, 对等互联）作为一项全新的互联网技术发 展迅速， 引起了很多用户和运营商的关注。 P2P是一种分布式网络， 网络参与 者共享它们所拥有的一部分硬件资源， 如处理能力、 存储能力、 网络连接能力 等，这些共享资源能被其它对等节点直接访问而无需经过中间实体， 网络中的 每一个节点既是资源 （服务或内容）的提供者， 又是资源的获取者。 P2P技术 颠覆了传统的 C/S ( Client/Server, 客户端 /服务器）信息服务模式， 允许用户 互相直接搜索和共享资源。
随着 P2P业务的快速增长，也引发了一些问题，例如本地网络带宽被大量 消耗， 甚至引起网络堵塞， 降低了其它业务的性能。 引发这一问题的原因在于 P2P网络中流量的分布并不知道也不考虑具体承载层网络的物理拓朴结构，使 得大量原本可以本地化的流量在长途链路上发生，这样对骨干网的流量产生冲 击， 造成网络带宽的进一步大量消耗。
图 1示出了现有技术中一种网络流量分布比较恶劣的情况。
图 1中实线代表^^载网的拓朴结构， 虚线代表流量分布。 节点 A、 B、 C、 D为本地网节点， 节点 E、 F、 G、 H为外地网节点。 从图中可以看出很多流量 发生在本地网与外地网之间， 如节点 A和节点 E， 每次节点 A与节点 E之间 发送数据都要经过 D , 这样 D _ E间的骨干网链路就承担了和 A - E间本地网 链路相同的流量， 同样的 C - E间、 D - F间、 D - G间、 C - E间的本地链路 流量也会叠加到 D - E上， 骨干网上的流量负荷就非常重了， 这只是一个筒化 的例子， 有可能 A - H间、 C - F间都会发生类似的流量， 这样对本地网和骨 干网的流量都造成了消耗。 图 2则是一种网络流量分布比较理想的情况。
与图 1所示网络流量分布情况相比，大部分流量都集中在了本地链路而没 有通过骨干网链路扩散到外地去。
随着 P2P的技术的进一步发展， 新的 P2P架构发展起来。 其中一种是含 有超级节点 （SN, Super Node, ) 的半分布式网络结构， 如图 3所示：
图 2中处于中央的四台设备 31、 32、 33、 34为超级节点， 每个超级节点 负责一个或多个普通节点 (ON, Ordinary Node )0 半分布式网络选择性能较高 (处理、 存储、 带宽等方面性能）的节点作为超级节点， 并在各个超级节点上 存储系统中其他部分节点的信息，发现算法仅在超级节点之间转发，如图中标 示的数据流，超级节点通过发现算法为发来查询请求的资源请求方节点找到适 当的资源提供方节点，然后超级节点再将查询请求转发给找到的那个适当的资 源提供方节点。
半分布式网络结构是一个层次化结构， 超级节点之间构成一个高速转发 层， 超級节点和所负责的普通节点构成若干层次。
这种结构为统计 P2P流量提供了一个较好的基础，在分层的基础上，就可 以挑选一些超级节点作为家乡节点， 家乡节点 （HN, Home Node )是运营商 可信任且了解其分布的 P2P节点， 也是 P2P网络中的一种逻辑节点， 仅充当 管理 ON节点任务， 每个 ON都必须有且只有一个 HN对其进行管理， 但一个 HN仅管理一部分本地的 ON。 可以利用超级节点性能较高的特点对网絡特征 进行统计和管理。
现有技术给出了一种控制 P2P网络流量的方法。如图 4所示，其具体做法 为： 在 P2P网络中插入一个伪节点 10, 该节点相当于 N1与 N2这两个普通节 点之间的转发节点， 只进行 P2P业务应用， 凡是 N1与 N2之间的上传或下载 流量都要经过伪节点 10, 于是， 通过与伪节点 10互连的监控设备 20测量、 统计该伪节点 10上经过的流量和持续时间， 即可监控到 P2P的网络流量， 从 而对网络进行管理， 例如， 当流量或持续时间超过限额时通过与伪节点 10互 连的设备 30关闭 N1与 N2之间连接。
通过上述这种现有网络管理的方法可以看出，由于伪节点必须参与到待监 测的 P2P连接（如插入到 N1与 N2之间的连接， 相当于一个转发节点；)， 所有 Nl 与 N2之间的流量都要经过该伪节点， 才能达到监测网络流量的目的， 因 此也就人为地引入了大量 P2P连接， 占用了大量带宽。
发明内容
本发明实施例提供一种半分布式 P2P网络流量管理方法、 系统及设备，不 需要真正参与到 P2P连接， 即待监测流量不必经过监测节点，能够达到占用较 少网络带宽实现对 P2P网络流量的有效管理。
本发明实施例提供了一种半分布式 P2P 网络流量管理方法， 所述方法包 括：由家乡节点分别获取网络流量资源请求方节点的下载流量值及资源提供方 节点的上传流量值；家乡节点或从所述家乡节点获知上述下载流量值和上传流 量值的专用服务器，根据所述下载流量值和所述上传流量值之间的关系对网络 流量进行管理。
本发明实施例还提供了一种半分布式 P2P 网絡流量管理系统， 所述系统 至少包括分别作为资源提供方节点和资源请求方节点的一对普通节点，以及与 该对普通节点中任意一节点对应的第一家乡节点，
'所述普通节点包括： 流量统计模块，用于在本节点作为资源提供方节点上 传资源时统计上传流量值，并在本节点作为资源请求方节点下载资源时统计下 载流量值； 流量上 4艮模块，用于将所述流量统计模块的上传流量值或下载流量 值上艮给所述第一家乡节点；
所述第一家乡节点包括： 流量值获取模块， 用于获取网络内其他节点的流 量值，所述获取的流量值至少包括所述资源请求方节点的上传流量值和所述资 源提供方节点的下载流量值； 流量管理模块，用于根据所述流量值获取模块提 供的流量值之间的关系通知网管设备对网络流量进行管理，所述流量值之间的 关系至少包括所述资源请求方节点的上传流量值与所述资源提供方节点的下 载流量值之间的关系。
本发明实施例还提供了一种家乡节点设备，包括流量值获取模块和流量管 理模块， 其中， 所述流量值获取模块， 用于获取网络内其他节点的流量值， 所 述流量值至少包括一对资源提供方节点和资源倩求方节点的上传流量和下载 流量值； 所述流量管理模块， 用于根据所述流量值获取模块提供的流量值之间 的关系通知网管设备对网络流量进行管理，所述流量值之间的关系至少包括所 述资源提供方节点的上传流量值和资源请求方节点的下载流量值之间的关系。 由以上本发明实施例提供的技术方案可见，本发明利用 P2P网络中的发送 方和接收方的发送、接收数据流量一致的原理， 在半分布式 P2P网络中， 由家 乡节点分别获取网络流量资源请求方节点的下载流量值及资源提供方节点的 上传流量值， 然后 >据这两者之间的关系进行流量管理。 由于对流量监测的家 乡节点不需要真正参与到资源请求方和资源提供方之间的连接，即待监测的流 量不必经过作为监测设备的家乡节点，家乡节点只需知道被监测对象的流量值 即可。 因此， 本发明实施例的技术方案不会人为的引入大量 P2P连接， 达到通 过占用较少网络带宽实现对 P2P网络流量进行有效管理的目的。
附图说明
图 1为现有技术中分布不合理的 P2P网络流量示意图；
图 2为现有技术中分布合理的 P2P网络流量图；
图 3为现有技术中含有 SN节点的 P2P架构图；
图 4为现有技术中网络流量控制原理框图；
图 5为本发明方法的一个实施例的实现流程图；
图 6 为本发明实施例中资源请求方节点和资源提供方节点向家乡节点发 送流量表的消息流程图；
图 Ί 为本发明实施例中资源请求方节点向家乡节点请求服务的消息流程 图；
图 8为本发明实施例中异常流量数据的处理流程图；
图 9为本发明系统的一个实施例的原理框图；
图 10为本发明家乡节点设备的一个实施例原理框图。
具体实施方式
本发明实施例是在半分布式 P2P网络中，利用资源提供方节点和资源请求 方节点发送接收的数据流量一致的原理，通过分别统计一对节点的发送数据流 量和接收数据流量，即由家乡节点分别获取网络流量资源请求方节点的下载流 量及资源提供方节点的上传流量，从而将各节点的流量准确统计出来， 并根据 统计结果管理节点的流量。 具体地， 可以预先设定一个阁值， 当下载流量与上 传流量的差超过该阈值时， 即进行异常流量数据处理。具体处理方式可以根据 应用环境、 用户签约信息或管理策略等因素来确定。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方 式对本发明作进一步的详细说明。
本发明实施例基于半分布式架构的 P2P网络，即在网络中选出部分节点作 为家乡节点来完成存储、查询和计算等工作， 然后为普通节点提供服务的网络 组织。 所谓家乡节点是指运营商可信任且了解其分布的 P2P 节点， 也是 P2P 网络中的一种逻辑节点，仅充当管理普通节点的任务，每个普通节点有且只有 一个家乡节点对其进行管理， 但一个家乡节点仅管理一部分本地的普通节点。 这种节点可以从超级节点中选出 , 也可以为一个单独的物理实体。
家乡节点和普通节点间的对应关系可以采用多种方法来生成， 如 DHCP
(动态主机分配协议， Dynamic Host Configure Protocol ), SLP (服务定位协议， Service Location Protocol )等中央服务器来分配， 或基于分布式哈希表（ DHT ) 的分布式检索和路由算法予以获得。当然，本发明实施例并不限于这两种方法， 还可以采用其他方法来生成家乡节点和普通节点间的对应关系， 比如，通过静 态配置、 DNS查询或其它能在主机 P2P软件启动前或启动中提供多对一映射 的方法来生成。
为了使家乡节点能够准确地了解资源提供者即资源提供方节点和资源获 取者即资源请求方节点的数据流量，本发明实施例可以在资源提供方节点向资 源请求方节点提供资源时，由资源提供方节点和资源请求方节点各自统计自己 的数据流量， 并分别向与资源请求方节点对应的家乡节点上报上传流量表 ( UTT, Upload Traffic Table )和下载流量表（DTT, Download Traffic Table )0 或者分别向与资源提供方节点对应的家乡节点上报上传流量表和下载流量表。 当然，本发明实施例并不局限于上传流量表或下载流量表的具体形式，只要是 能够使家乡节点获知上传流量值或下载流量值的各种具体方式均可。
基于上述半分布式架构的 P2P网络结构，图 5示出了本发明方法的一个实 施例的实现流程， 包括以下步骤：
步骤 501 : 资源请求方节点建立与资源提供方的链接， 下载资源。
下面仅以资源请求方节点和资源提供方节点均向与所述资源请求方节点 对应的家乡节点上艮流量表的具体实施方式为例， 进行具体说明。 首先， 由资源请求方节点获取与其对应的家乡节点的地址。 前面提到， 家 乡节点和普通节点间的对应关系可以采用多种方法来生成， 比如， DHCP (动 态主机分配协议）、 SLP分配， 或者基于分布式哈希表（DHT ) 的分布式检索 和路由算法等方式生成。 例如， 在通过 P2P网络的认证后， 资源请求方节点可 以通过 DHCP协议向服务器查询与自己对应家乡节点的地址， 也可以采用基 于分布式哈希表的分布式检索和路由算法计算得出与自己对应家乡节点的地 址。 当然， 也可以采用其他方式来获得家乡节点的地址， 只要能保证一个普通 节点只有一个家乡节点即可。
然后，资源请求方节点向本地超级节点发送搜索请求，请求提供资源服务。 所述超级节点是指从普通节点中选出的可信任节点，在 P2P网絡中充当内容转 发和资源查找任务。该超级节点根据资源请求方节的请求进行搜索，并将搜索 到的资源地址发送给资源请求方节点，使资源请求方节点可以根据该地址信息 获得所需要的资源。资源请求方节点向本地超级节点请求资源服务的详细过程 将在后面详细描述。
步驟 502: 家乡节点分别获取网络流量资源请求方节点的下载流量及资源 提供方节点的上传流量。
由于仅凭一方上报的下载流量或上传流量信息是不足以作为计费的依据， 因此在本发明实施例中， 在资源请求方节点从资源提供方节点获取资源的同 时，资源请求方节点和资源提供方节点分别各自统计自己的数据下载流量和数 据上传流量，并将统计的下载流量和上传流量发送给所述与资源请求方节点对 应的该家乡节点。
如图 6所示，除了可以由资源提供方节点直接向家乡节点发送上传流量信 息外， 还可以由资源提供方一端的超级节点 SNx向所述家乡节点提供上传流 量信息。
资源请求方节点向自己的家乡节点上报自己的下载流量表 DTT, 报文可 以采用 SIP协议标准的 UTF-8的字符形式传输，定义一个新的头域类型 Traffic。 一个典型的携带流量统计数据的 SIP消息如下：
Traffic:20MB;Type="Download";
Time="3H5M5S": Address=，，l 0.164.64.216";
FPID="3F46BA90DC46AE"
在此， Traffic之后紧跟的就是本次统计的流量数据。 其中，
Type是指该流量是上传（Upload ), 下载（Download )还是中继（Relay ); Time是指从 ON本次开始得到数据的绝对时间， S为秒， M为分钟， H 为小时；
Address是指对方节点的 IP地址， 对于下载流量， 该地址为提供源数据的 IP地址， 对应上传流量， 该地址为接收数据的 IP地址；
FPID是指通过哈系算法得出的文件片 ID (标识）值， 可以作为异常流量 发生时的详细参考依据。
同样，资源提供方节点也需要向资源请求方的家乡节点上 "¾自己的上传流 量表 υττ， 此时， 可以通过资源提供方节点的家乡节点作为中继， 资源提供 方节点先将自己的上传流量表 UTT发送给自己的家乡节点， 然后， 再由该家 乡节点发送给资源请求方的家乡节点。可以采用与下载流量表相同的格式来描 述 UTT, 不同的只是类型为 Upload, 在此不再详细描述。
当然，本发明实施例并不限于上述这种 SIP消息格式， 也可以定义其他形 式的携带流量统计数据的 SIP消息， 而且，报文也可以采用其他的字符形式或 二进制形式传输。
步骤 503: 资源请求方对应的家乡节点比较得到的上传流量值和下载流量 值， 判断它们的差值是否超过了预定的阔值。 如果超过， 则执行步骤 504; 否 贝1 J， 执行步骤 505。
步驟 504: 进行异常流量数据处理。
步驟 505: 进行正常业务处理。
在上述步驟 502中， 资源请求方节点需要向本地超级节点请求资源服务， 其详细流程如图 7所示：
步骤 701: 资源请求方节点向本地超级节点发送服务请求， 申请服务。 资 源请求方节点查找本地超级节点的方法可以采用组播、服务定位协议或其它方 法从目录代理或服务代理处获得。
步骤 702: 本地超级节点向资源请求方节点对应的家乡节点 HN1发送请 求许可消息， 该消息包括搜索内容许可请求。
步骤 703: 家乡节点 HN1根据请求许可消息的内容， 确定资源请求方节 点可以使用该资源， 向本地超级节点发送许可消息， 并提供资源请求方节点和 资源提供方节点可以使用的密钥。
步骤 704: 本地超级节点获得许可后， 向 P2P网络进行搜索， 搜索得到资 源提供地址。
步骤 705: 本地超级节点向资源请求方节点返回资源列表和解密密钥， 之 后本地超级节点和资源请求方节点进行时间同步，并向资源地址列表内的资源 提供方节点发送资源请求方节点的加密密钥。
步骤 706: 资源请求方节点获得资源地址列表后， 向资源提供方节点申请 服务， 开始使用该服务。
前面提到， 资源请求方的家乡节点需要比较得到的上传流量和下载流量， 并根据它们的值来对网络流量进行管理。 当然，也可以由资源提供方的家乡节 点分别获取资源请求方的下载流量和资源提供方的上传流量，其过程与上述类 似。
下面对家乡节点根据上传流量和下载流量的值来对网絡流量进行管理的 过程作进一步详细说明。
资源请求方的家乡节点获得一对普通节点 （资源请求方和资源提供方节 点）的下载流量值和上传流量值后， 需要检查这两个数据的正确性。 正常情况 下，考虑到网络丢包的情况，这一对普通节点的上传和下载流量值差异应当在 一个比较小的范围内， 如果超过了这个范围， 家乡节点就可以认为这两个普通 节点或它们之间的链接可能有问题， 需要上报给网管， 使网管采取相应措施。
为此， 在本发明实施例中， 可以预先设定一个合适的阔值， 当资源请求方 节点和资源提供方节点统计的下载流量值和上传流量值不一致，并且两者差值 超过该阈值时， 进行异常流量数据的处理。
异常流量数据的详细处理流程如图 8所示：
步骤 801： 资源请求方的家乡节点分别向资源请求方节点和为资源请求方 节点提供可疑上传数据的资源提供方节点发送流重定向命令 , 并更新所有密 钥。 步骤 802: 资源提供方节点收到流重定向命令后， 将所有数据通过此家乡 节点 HN1可信任的一个本地超级节点中继后再传给资源请求方节点。
步骤 803: 本地超级节点向其家乡节点 HN1发送新的数据流量表， 该流 量表称为中继流量表 ( RTT, Relay Traffic Table ), 报文中的 Type为 Relay。
步骤 804: 同时， 家乡节点 HN1收到来自于资源请求方节点的下载流量 表 DTT, 以及来自于资源提供方节点的上传流量表 UTT。 由于本地超级节点 是可信的， 因此可以认为其统计的中继流量表 RTT也是可信的。
家乡节点 HN1比较来自于资源请求方节点的下载流量表 DTT、 来自于资 源提供方节点的上传流量表 UTT、 以及来自于本地超级节点的中继流量表 RTT, 根据比较结果有以下几种处理方式：
( 1 )如果 RTT的数据和 DTT的数据一致， 且 UTT大于 DTT和 RTT, 则判断资源提供方节点到本地的链路质量有故障， 向网管上 4艮该故障。
( 2 )如果 RTT的数据和 UTT的数据一致， 且 DTT小于 UTT和 RTT, 则判断资源请求方节点可能正在进行一些流量欺骗活动， 此时， 采用 RTT为 正确的流量统计数据， 上报网管， 同时可对资源请求方节点采取相应措施， 如 限制其 P2P业务应用等。
( 3 )如果 RTT的数据和 UTT的数据一致， 且 DTT大于 UTT和 RTT, 则判断为本地网络链路盾量有故障， 向网管上报该故障。
( 4 )如果 RTT的数据和 DTT的数据一致， 且 UTT小于 DTT和 RTT, 则判断资源提供方节点可能正在进行一些流量欺骗活动，此时，可以对其釆取 相应措施， 比如限制资源提供方节点进行 P2P业务应用等。
由于资源请求方节点的家乡节点是运营商可信任且了解其分布的节点，其 汇聚的流量数据可以代表整个 P2P网络的流量分布情况。 因此， 利用本发明， 可以对 P2P网络的流量进行准确统计，在发现有大量长途流量而本地又有相同 资源时，可以通过家乡节点向资源请求方节点和资源提供方节点发送重定向命 令， 将流量尽量本地化。
在本发明实施例中，不仅发生异常流量数据时可以向数据流双方的普通节 点发送更新了的密钥， 而且在正常流量数据的情况下， 只要需要， 也可以更新 密钥， 以保护数据被合理路由。 由以上描述可见，本发明实施例利用网络中下载数据的节点和上传数据的 节点发送接收的数据流量应该一致的原理，分别统计一对节点的发送数据流量 值和接收数据流量值， 并参考网络中的可信任节点的中继流量值，将各节点的 流量准确统计出来， 根据统计结果管理节点， 从而对网络进行有效地管理。
本发明实施例还提供了一种半分布式 P2P网络流量管理系统， 图 9示出 了本发明系统的一种实施例的原理框图：
该系统包括： 普通节点 Sll、 S12, 超级节点 S13 , 家乡节点 S14。 其中， 超级节点 S13是家乡节点 S14信任的一个超级节点。 在该实施例中， S11作为 资源请求节点， S12作为资源提供节点， S11和 S12可以通过超级节点 S13建 立链接也可以不通过超级节点 S13直接建立连接，或者通过其他超级节点建立 彼此之间的连接。
普通节点 S11包括： 流量统计模块 S111和流量上艮模块 S112。 普通节点 S12包括： 流量统计模块 S121和流量上报模块 S122。 其中， 流量统计模块用 于在其所在的普通节点作为资源提供方节点上传资源时统计上传流量，并在其 所在的普通节点作为资源请求方节点下载资源时统计下载流量；流量上艮模块 用于将流量统计模块统计的上传流量或下载流量上^ 1艮给家乡节点 S14。
家乡节点 S14包括： 流量值获取模块 S141和流量管理模块 S1420 其中， 流量值获取模块 S141用于获取网络内其他节点的流量值， 在本实施例中， 流 量值获取模块 S141获取的流量值至少包括普通节点 Sll、 S12上报的上传流 量值和下载流量值。 进一步， 当所述上传流量值和下载流量值不一致时， 该模 块还需要获取作为普通节点 Sll、 S12之间流量中继的超级节点 S13上报的中 继流量值。 所述上报的各种流量值可以采用流量表的形式。
由于普通节点 S11或 S12在向家乡节点 S14上报上传流量值或下载流量 值时， 可能还需要其他家乡节点的中继， 这种情况下， 那些作为中继的家乡节 点只是接收到普通节点的上传流量或下载流量。
流量管理模块 S142用于根据流量值获取模块 S141得到的流量值通知网 管设备对网络流量进行管理， 比如， 向网管设备上报下载流量值， 网管设备根 据该下载流量值对普通节点进行计费； 再比如， 向网管设备上报与家乡节点对 应的所有普通节点的汇聚流量值， 使网管设备可以了解全网流量分布状况。 为了更好地实现对全网流量的管理，当流量管理模块获取的一对作为资源 提供方和作为资源请求方的普通节点的上传流量值与下载流量值的差超过预 定的阈值时， 流量管理模块 S142向这对普通节点发送流重定向命令， 作为资 源提供方的普通节点 S12收到流重定向命令后，通过本地超级节点 S13将资源 发送给作为资源情求方的普通节点 Sll。
流量管理模块 S142 包括： 比较子模块 S21 和异常流量数据处理子模块 S22。 其中， 比较子模块 S21用于比较流量值获取模块 S141获得的普通节点 的上传流量值、 下载流量值， 以及可能需要的超级节点 S13的中继流量值； 异 常流量数据处理模块 S22用于根据比较模块 S21的比较结果判定网络存在的问 题（如链路故障或节点欺骗 )及用于对普通节点进行计费的流量统计数据， 并 将这些信息上报给网管设备。
所述异常流量数据处理子模块具体包括： 中继通知单元， 用于在所述比较 子模块 S21比较得到的上传流量值与下载流量值之间的差值超过预定阈值时， 通知所述资源提供方节点通过超级节点 S13 作为流量中继向所述资源请求方 节点发送资源， 并通过超级节点 S13向家乡节点 S14上^ :艮中继流量值；
分析判定单元，用于根据所述比较子模块 S21提供的所述上传流量值、下 载流量值以及中继流量值之间的相互关系判定网络存在的问题和流量统计数 据， 并上报至网管。
家乡节点 S14主要在上传流量值与下载流量值之间差值超过预定阔值时 需要向网管报告情况， 以便网管即使对存在的问题进行处理。 另外， 为了全面 的对网络流量进行管理，在上传流量值与下载流量值之间差值在预定预置范围 内时也可以向网管上报正常的流量统计数据。 为了还可以在流量管理模块 S142中设置一个正常流量数据处理子模块， 用以在所述比较子模块 S21比较 得到的上传流量值与下载流量值之间的差值在预定阈值范围内时，向网管上报 正常的流量统计数据。
前述提过， 一个 P2P 网络中通常会选取多个家乡节点， 每个家乡节点可 以负责对多个普通节点进行管理， 因此， 为了对全网流量进行有效地统计与管 理， 还可在流量管理模块 S142中设置网络流量分析模块 S23, 与流量值获取 模块 S141相连， 用于根据流量值获取模块获得的网络内所有与本家乡节点对 应的普通节点的数据流量确定网络内的流量分布情况 ,并在确定本地有相同资 源时， 向通过长途链路提供资源的普通节点发送流重定向命令。
利用本发明系统实现对 P2P 网絡流量管理的详细过程与前面对本发明方 法的描述类似， 在此不再赘述。
参照图 10， 图 10示出了本发明家乡节点设备的一个实施例的原理框图： 该设备包括： 流量值获取模块 S141和流量管理模块 S142, 其中， 流量值 获取模块 S141用于获取网络内其他节点的流量值， 在本实施例中， 流量值获 取模块 S141获取的流量值至少包括一对普通节点上报的上传流量值和下载流 量值。 进一步， 当所述上传流量值和下载流量值不一致时， 该模块还需要获取 作为这对普通节点之间流量中继的可信任的超级节点上报的中继流量值。所述 上报的各种流量值可以采用流量表的形式。
流量管理模块 S142用于根据所述流量值获取模块得到的相关流量值之间 的关系， 通知网管设备对网络流量进行管理。 当流量值获取模块 S141获取的 一对作为资源提供方和作为资源请求方的普通节点的上传流量与下载流量的 差超过预定的阈值时， 流量管理模块向这对普通节点发送流重定向命令，作为 资源提供方的普通节点收到所述流重定向命令后，通过所述本地超级节点将资 源发送给作为资源请求方的普通节点。 具体而言， 所述流量管理模块 S142具 体包括： 比较子模块 S21 , 用于比较所述流量值获取模块提供的流量值之间的 关系，所述流量值之间的关系至少包括所述上传流量值与下载流量值之间的关 系； 以及异常流量数据处理子模块 S22， 用于在所述比较子模块 S21比较得到 的所述上传流量值与下载流量值之间的差值超过预定阔值时判定网络存在的 问题和流量统计数据， 并将所述判定结果上艮给网管。
其中， 所述异常流量数据处理子模块 S22具体包括： 中继通知单元， 用于 在所述比较子模块 S21 比较得到的上传流量值与下载流量值之间的差值超过 预定阈值时，通知所述资源提供方节点通过第一超级节点作为流量中继向所述 资源请求方节点发送资源，并通知所述第一超级节点向本家乡节点设备上报中 继流量值；分析判定单元，用于根据所述比较子模块 S21提供的所述上传流量 值、下载流量值以及中继流量值之间的相互关系判定网络存在的问题和流量统 计数据， 并上报至网管。 可以看出， 当上传流量值和下载流量值之间的差值超过预定阈值时， 异常 流量数据处理子模块 S22会通知第一超级节点上报中继流量值， 因此， 模块 S141 获取的流量值还包括： 作为所述资源提供方节点与资源请求方节点之间 流量中继的第一超级节点的中继流量值。进而，所述比较子模块 S21比较的流 量值之间的关系还包括： 所述中继流量值分布与上传流量值、 下载流量值之间 的关系。
所述家乡节点设备对应于多个作为资源请求方节点和 /或资源提供方节点 的普通节点， 可选的， 流量管理模块 S142还包括： 网络流量分析模块 S23 , 其与流量值获取模块 S141相连。 网络流量分析模块 S23用于根据流量值获取 模块获得的网络内所有与本家乡节点对应的普通节点的数据流量，确定网络内 的流量分布情况，并在确定本地有相同资源时，通知流量管理模块向通过长途 链路提供资源的普通节点发送流重定向命令。
利用本发明实施例家乡节点设备可以对 P2P网络的流量进行准确统计，其 详细过程与前面对本发明方法的描述类似， 在此不再赘述。
通过以上各实施例提供的具体实施方式可知，本发明实施例利用 P2P网絡 中发送方和接收方的发送、 接收数据流量应该一致的原理， 在半分布式 P2P 网络中，由家乡节点分别获取网络流量资源请求方节点的下载流量值及资源提 供方节点的上传流量值， 然后根据这两者之间的关系进行流量管理。 由于对流 量监测的家乡节点不需要真正参与到资源请求方和资源提供方之间的连接，即 待监测的流量不必经过作为监测设备的家乡节点，家乡节点只需知道被监测对 象的流量值即可。 因此， 不会人为的引入大量 P2P连接， 达到通过占用较少网 络带宽实现对 P2P网络流量进行有效管理的目的。此外，还可以通过某种专用 服务器从家乡节点获知上传流量值和下载流量值，然后由这个专用服务器代替 前述各实施例中的家乡节点完成后续根据相关流量值进行流量管理的工作。
此外， 由于本发明实施例的技术方案是利用 P2P 网络中自身节点进行统 计、监测， 不需要进行全网改造， 因此相比现有需要插入伪节点的网络管理方 案而言， 降低了成本。
另外， 由于家乡节点可以根据其汇聚的普通节点流量统计结果进行分析， 当发现存在长途流量而本地又有相同资源时，可以向资源请求方节点和资源提 供方节点发送流重定向命令，使得流量尽量本地化，是整个网络资源分配更为 合理。
虽然通过实施例描绘了本发明， 本领域普通技术人员知道，本发明有许多 变形和变化而不脱离本发明的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化 而不脱离本发明的精神。

Claims

权 利 要 求
1、 一种半分布式 P2P网络流量管理方法， 其特征在于， 所迷方法包括： 家乡节点分別获取网絡流量资源请求方节点的下载流量值及资源提供方 节点的上传流量值；
家乡节点或从所述家乡节点获知上述下载流量值和上传流量值的专用服 务器， 才艮据所述下载流量值和所述上传流量值之间的关系对网络流量进行管 理。
2、 根据权利要求 1所述的方法， 其特征在于，
所述家乡节点分别获取所述下载流量值及所述上传流量值的具体过程包 括：
所述资源请求方节点或其通过超级节点与所述资源提供方节点建立业务 传输关系；
所述资源请求方节点定期向与其对应的家乡节点上 4艮下载流量值； 所述资源提供方节点或其通过自己对应的家乡节点定期向所述与所述资 源请求方节点对应的家乡节点上报上传流量值；
或者
所述家乡节点分别获取所述下载流量值及所述上传流量值的具体过程包 括：
所述资源请求方节点或其通过超级节点与所述资源提供方节点建立业务 传输关系；
所述资源提供方节点定期向与其对应的家乡节点上^ =艮上传流量值； 所述资源请求方节点或其通过自己对应的家乡节点定期向所述与所述资 源提供方节点对应的家乡节点上报下载流量值。
3、 根据权利要求 2所述的方法， 其特征在于， 所述在资源请求方节点或 资源提供方节点第一次向与其对应的家乡节点上报流量值之前还包括：
所述资源请求方节点或所述资源提供方节点获取与其对应的家乡节点地 址。
4、 根据权利要求 3所述的方法， 其特征在于， 所述资源请求方节点或所 述资源提供方节点获取与其对应的家乡节点地址的具体过程包括： 所述资源请求方节点或所述资源提供方节点向网络内的中央服务器查询 获取与其对应的家乡节点地址； ―
或者
所述资源请求方节点或所述资源提供方节点基于分布式哈希表的分布式 检索和路由算法计算获取与其对应的家乡节点地址。
5、根据权利要求 4所述的方法，其特征在于，所述中央服务器具体为 DHCP 动态主机分配协议服务器或 SLP服务定位协议服务器。
6、 根据权利要求 2至 5中任意一项所述的方法， 其特征在于， 所述资源 请求方节点或所述资源提供方节点向各自对应的家乡节点上 ^=艮流量值的过程 具体包括：
定义头域为 Traffic、 类型为 Download的 SIP消息；
所述资源请求方节点或所述资源提供方节点通过定义的 SIP 消息携带流 量值上报给对应的家乡节点。
7、 根据权利要求 1至 5中任意一项所述的方法， 其特征在于， 所述下载 流量值和所述上传流量值具体为字符形式或二进制形式。
8、 根据权利要求 2至 5中任意一项所述的方法， 其特征在于， 所述方法 还包括：在所述资源请求方节点通过超级节点与资源提供方节点建立业务传输 关系的过程中，所述超级节点将家乡节点分配的密钥分别发送给所述资源倩求 方节点和所述资源提供方节点。
9、 根据权利要求 1至 5中任意一项所述的方法， 其特征在于， 所述家乡 节点或从所述家乡节点获知上述下载流量值和上传流量值的专用服务器，根据 所述下载流量值和所述上传流量值之间的关系对网络流量进行管理的具体过 程包括：
所述家乡节点或专用服务器比较所述下载流量值与所述上传流量值，获得 两者之间的差值；
当所述下载流量值与所述上传流量值之间的差值超过预定阈值时，判定网 络存在的问题和流量统计数据并上报至网管。
10、根据权利要求 9所述的方法， 其特征在于， 当所述下载流量值与所述 上传流量值之间的差值超过预定阈值时， 所述方法还包括： 所述家乡节点或所述专用^ ^务分別向所述资源请求方节点和所述资源提 供方节点发送流重定向命令；
所述资源提供方节点收到所述流重定向命令后，将发送给所述资源请求方 节点的资源通过所述家乡节点信任的超级节点进行中继。
11、 根据权利要求 10所述的方法， 其特征在于， 所述当下载流量值与上 传流量值之间的差值超过预定阈值时，判定网络存在的问题和流量统计数据并 上报的具体过程包括：
所述家乡节点从所述作为资源提供方节点到资源请求方节点之间的流量 中继的超级节点获取中继流量值；
所述家乡节点或从所述家乡节点获知所述中继流量值的专用服务器根据 所述上传流量值、下载流量值和所述中继流量值三者之间的关系判定网络中存 在的问题和流量统计数据， 并上报至网管。
12、 根据权利要求 11所述的方法， 其特征在于， 所述根据上传流量值、 下载流量值和中继流量值三者之间的关系判定网络中存在的问题和流量统计 数据， 并上报至网管的具体过程包括：
当上传流量值大于下载流量值时， 如果所述中继流量值与下载流量值一 致，则所述家乡节点或所述专用服务器向网管报告资源提供方节点到本地的链 路故障； 如果所述中继流量值与上传流量值一致， 则所述家乡节点将所述中继 流量值作为流量统计数据上报给网管；
当上传流量值小于下载流量值时， 如果所述中继流量值与上传流量值一 致， 则所述家乡节点或所述专用服务器向网管报告本地网络链路故障； 如果中 继流量值与下载流量值一致，则所述家乡节点通知网管所述资源提供方节点存 在流量欺骗的可能性。
13、根据权利要求 9所述的方法， 其特征在于， 所述家乡节点或专用服务 器才 据所述下载流量值和所述上传流量值之间的关系对网络流量进行管理的 过程还包括：
当所述下载流量值与所述上传流量值之间的差值在预定阈值范围内时，所 述家乡节点或专用服务器向网管上报正常的流量统计数据。
14、 根据权利要求 10所述的方法， 其特征在于， 所述方法还包括： 在所述家乡节点向所述资源请求方节点和所述资源提供方节点发送流重 定向命令时， 更新为所述资源请求方节点和所述资源提供方节点已分配的密 钥。
15、根据权利要求 1至 5中任意一项所述的方法， 其特征在于， 所述方法 还包括：
汇聚所述家乡节点获得的网络内所有与其对应的节点的流量值，并据此确 定网络内的流量分布情况；
当发现存在长途流量而本地又有相同资源时，向资源请求方节点和资源提 供方节点发送用以流量本地化的流重定向命令。
16、 一种半分布式 P2P 网络流量管理系统， 所述系统至少包括分别作为 资源提供方节点和资源请求方节点的一对普通节点，以及与该对普通节点中任 意一节点对应的第一家乡节点， 其特征在于，
所述普通节点包括：
流量统计模块，用于在本节点作为资源提供方节点上传资源时统计上传流 量值， 并在本节点作为资源请求方节点下载资源时统计下载流量值；
流量上报模块，用于将所述流量统计模块的上传流量值或下载流量值上报 给所述第一家乡节点；
所述第一家乡节点包括：
流量值获取模块， 用于获取网络内其他节点的流量值， 所述获取的流量值 至少包括所述资源请求方节点的上传流量值和所述资源提供方节点的下载流 量值；
流量管理模块，用于根据所述流量值获取模块提供的流量值之间的关系通 知网管设备对网络流量进行管理，所述流量值之间的关系至少包括所述资源请 求方节点的上传流量值与所述资源提供方节点的下载流量值之间的关系。
17、 根据权利要求 16所述的系统， 其特征在于， 所述流量管理模块具体 包括：
比较子模块，用于比较所述流量值获取模块提供的流量值之间的关系， 所 述流量值之间的关系至少包括所述资源请求方节点的上传流量值与资源提供 方节点的下载流量值之间的关系； 异常流量数据处理子模块，用于在所述比较子模块比较得到的所述上传流 量值与下载流量值之间的差值超过预定阔值时判定网络存在的问题和流量统 计数据， 并将所述判定结果上报给网管。
18、 根据权利要求 17所述的系统， 其特征在于， 所述系统还包括至少一 个被所述第一家乡节点信任的第一超级节点，
所述流量值获取模块获取的流量值还包括：作为所述资源提供方节点与资 源请求方节点之间流量中继的第一超级节点上报的中继流量值；
所述比较子模块比较的流量值之间的关系还包括：所述中继流量值分別与 上传流量值、 下载流量值之间的关系。
19、 根据权利要求 18所述的系统， 其特征在于， 所述异常流量数据处理 子模块具体包括：
中继通知单元，用于在所述比较子模块比较得到的上传流量值与下载流量 值之间的差值超过预定闹值时，通知所述资源提供方节点通过第一超级节点作 为流量中继向所述资源请求方节点发送资源，并通知所述第一超级节点向第一 家乡节点上艮中继流量值；
分析判定单元，用于根据所述比较子模块提供的所述上传流量值、下载流 量值以及中继流量值之间的相互关系判定网络存在的问题和流量统计数据，并 上报至网管。
20、才艮据权利要求 16至 19中任意一项所述的系统， 其特征在于， 所述流 量管理模块还包括：
正常流量数据处理子模块，用以在所述比较子模块比较得到的上传流量值 与下载流量值之间的差值在预定阔值范围内时，向网管上报正常的流量统计数 据。
21、根据权利要求 16至 19中任意一项所述的系统， 其特征在于， 所述第 一家乡节点对应于多个普通节点， 所述流量管理模块还包括：
网络流量分析子模块，用于根据所述流量值获耳 莫块提供的网络内所有与 所述第一家乡节点对应的普通节点的流量值确定网络内的流量分布情况，并当 发现存在长途流量而本地又有相同资源时 ,向资源请求方节点和资源提供方节 点发送用以流量本地化的流重定向命令。
22、根据权利要求 16至 19中任意一项所述的系统， 其特征在于， 所述系 统还包括：
作为所述资源请求方节点向所述第一家乡节点上报下载流量值的中继的 第二家乡节点或作为所述资源提供方节点向所述第一家乡节点上报上传流量 值的中继的第三家乡节点。
23、 一种家乡节点设备， 其特征在于， 包括流量值获取模块和流量管理模 块， 其中，
所述流量值获取模块，用于获取网络内其他节点的流量值，所述流量值至 少包括一对资源提供方节点和资源请求方节点的上传流量和下载流量值； 所述流量管理模块，用于根据所述流量值获取模块提供的流量值之间的关 系通知网管设备对网络流量进行管理，所述流量值之间的关系至少包括所述资 源提供方节点的上传流量值和资源请求方节点的下载流量值之间的关系。
24、 根据权利要求 23所述的家乡节点设备， 其特征在于， 所述流量管理 模块具体包括：
比较子模块， 用于比较所述流量值获取模块提供的流量值之间的关系， 所 述流量值之间的关系至少包括所述上传流量值与下载流量值之间的关系； 异常流量数据处理子模块，用于在所述比较子模块比较得到的所述上传流 量值与下载流量值之间的差值超过预定阈值时判定网络存在的问题和流量统 计数据， 并将所述判定结果上报给网管。
25、根据权利要求 24所述的家乡节点设备， 其特征在于， 所述流量值获 取模块获取的流量值还包括：作为所述资源提供方节点与资源请求方节点之间 流量中继的第一超级节点的中继流量值；
所述比较子模块比较的流量值之间的关系还包括：所述中继流量值分别与 上传流量值、 下载流量值之间的关系。
26、 根据权利要求 25所述的家乡节点设备， 其特征在于， 所述异常流量 数据处理子模块具体包括：
中继通知单元，用于在所述比较子模块比较得到的上传流量值与下载流量 值之间的差值超过预定阔值时，通知所述资源提供方节点通过第一超级节点作 为流量中继向所述资源请求方节点发送资源，并通知所述第一超级节点向本家 乡节点设备上报中继流量值；
分析判定单元， 用于根据所述比较子模块提供的所述上传流量值、下载流 量值以及中继流量值之间的相互关系判定网络存在的问题和流量统计数据，并 上报至网管。
27、根据权利要求 23至 26中任意一项所述的家乡节点设备，其特征在于， 所述家乡节点设备对应于多个作为资源请求方节点和 /或资源提供方节点的普 通节点， 所述流量管理模块还包括：
网络流量分析子模块，用于汇聚所述流量值获耳4莫块提供的网络内所有与 本家乡节点设备对应的普通节点的数据流量值，并据此确定网络内的流量分布 情况， 当发现存在长途流量而本地又有相同资源时， 向资源请求方节点和资源 提供方节点发送用以流量本地化的流重定向命令。
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