石紅巖

(仰恩大學(xué))

基于P2P優(yōu)化策略的網(wǎng)絡(luò)流量管理*

石紅巖

(仰恩大學(xué))

引入P2P應(yīng)用的特點(diǎn)，分析了流量檢測(cè)技術(shù).提出了流量控制技術(shù)以及管理解決方案，詳細(xì)分析P2P緩存技術(shù)的原理以及體系功能結(jié)構(gòu)，提出了P2P流量本地化化策略和P2P流量匹配方案，有效解決因P2P應(yīng)用搶占網(wǎng)絡(luò)資源而導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)阻塞，提高了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量.

P2P；流量檢測(cè)；流量匹配；管理策略；本地化

0 引言

在互聯(lián)網(wǎng)飛速發(fā)展的時(shí)代，基于P2P技術(shù)的軟件(如迅雷等)得到廣泛的應(yīng)用，站在P2P軟件用戶的角度，P2P軟件為娛樂(lè)和學(xué)習(xí)帶來(lái)了巨大的便利；但對(duì)于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商，不僅要為P2P用戶提供服務(wù)，還要考慮其他互聯(lián)網(wǎng)用戶的體驗(yàn)和感受.鑒于P2P軟件工作的原理，簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容無(wú)法很好解決網(wǎng)絡(luò)資源的消耗，所以網(wǎng)絡(luò)資源需要進(jìn)行合理的管理和分配，P2P流量的管理和控制在網(wǎng)絡(luò)維護(hù)中占有重要地位.

1 P2P的流量檢測(cè)

P2P流量的管理首先涉及到的問(wèn)題是P2P 應(yīng)用的檢測(cè)和識(shí)別，常見(jiàn)的檢測(cè)技術(shù)有：端口檢測(cè)技術(shù)、報(bào)文特征字檢測(cè)技術(shù)和深度流檢測(cè)技術(shù)[1].跟很多網(wǎng)絡(luò)工程師溝通之后發(fā)覺(jué)：在實(shí)際的流量管理中，很多時(shí)候P2P流量的檢測(cè)是基于上面提到的多種技術(shù)的綜合運(yùn)用，比如端口檢測(cè)為主、深度檢測(cè)為輔.

2 P2P流量的控制管理策略

2.1時(shí)間策略

摸透當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)流量結(jié)構(gòu),找出網(wǎng)絡(luò)帶寬消耗大的一些列主機(jī)，將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的是時(shí)間策略[2]管理的功能與監(jiān)控功能相結(jié)合：一是監(jiān)視主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)帶寬消耗，二是監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)帶寬占用時(shí)間和頻率.將網(wǎng)絡(luò)帶寬消耗大，長(zhǎng)時(shí)間占用網(wǎng)絡(luò)資源或者是頻繁，反復(fù)性地網(wǎng)絡(luò)消耗過(guò)大的用戶進(jìn)行調(diào)整，避免長(zhǎng)時(shí)間或者反復(fù)性地網(wǎng)絡(luò)資源占用.

2.2優(yōu)先級(jí)[3]與分類控制[4]相結(jié)合

在互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)的角度，所提供的網(wǎng)絡(luò)資源是面向所有的應(yīng)用的，而實(shí)際不同的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用從互聯(lián)網(wǎng)整體上看是有輕重緩急之分的.網(wǎng)絡(luò)管理的目標(biāo)要保證網(wǎng)絡(luò)整體運(yùn)營(yíng)穩(wěn)定和有序，要首先保障關(guān)鍵的、實(shí)時(shí)性高的應(yīng)用,普通一點(diǎn)的應(yīng)用可以調(diào)整它們獲得服務(wù)的次序.就像鐵路系統(tǒng)，要保證整個(gè)鐵路系統(tǒng)的運(yùn)行暢通，普通列車的通行優(yōu)先權(quán)低于特快列車，特快又要低于動(dòng)車和高鐵.將P2P流量設(shè)置較低的服務(wù)優(yōu)先等級(jí).

同時(shí)除了考慮優(yōu)先級(jí)之外，流量空時(shí)分布也是重要考慮因素.比如說(shuō)在我們國(guó)家，中部和東部沿海地區(qū)要比青海、西藏和新疆地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)消耗[5]要大，合理地區(qū)別網(wǎng)絡(luò)流量的地域差異,根據(jù)用戶數(shù)量進(jìn)行管理策略調(diào)整.

2.3 P2P流量的本地化技術(shù)

P2P應(yīng)用一般都是非結(jié)構(gòu)化的混合型網(wǎng)絡(luò)，特點(diǎn)是存在Tracker[6 ]服務(wù)器或者超級(jí)節(jié)點(diǎn)，由于對(duì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋄7]結(jié)構(gòu)不關(guān)心，這些節(jié)點(diǎn)的選擇隨機(jī)性很大，基于以上原因，大量的流量是重復(fù)的，導(dǎo)致大量網(wǎng)絡(luò)出口的占用.流量本地化技術(shù)就是將流量疏導(dǎo)到本地用戶，可以通過(guò)P2P 緩存技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn).

2.3.1 P2P 緩存

P2P 緩存[8 ]的原理：是對(duì)HTTP 緩存原理應(yīng)用的擴(kuò)張，部署網(wǎng)絡(luò)邊緣存節(jié)點(diǎn)，以訪問(wèn)熱度作為是否緩存內(nèi)容資源的指標(biāo).當(dāng)資源被緩存成功后，以后用戶再請(qǐng)求相同的資源，緩存資源將主要由本地提供，可以避免大量重復(fù)網(wǎng)絡(luò)資源占用，緩解網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容[9]的壓力.如圖1所示.

圖1 緩存原理

2.3.2 系統(tǒng)功能架構(gòu)圖

P2P 緩存系統(tǒng)的功能模塊包括： Tracker、P2P 流量分析、緩存結(jié)點(diǎn)，如圖2所示.

圖2 The function of the system

2.3.3 P2P流量匹配[10]方案

通過(guò)追蹤互聯(lián)網(wǎng)用戶的請(qǐng)求訪問(wèn)的痕跡，決定P2P 流量的重定向.

第一種方案：通過(guò)Tracker 代理引導(dǎo)用戶從緩存節(jié)點(diǎn)獲取網(wǎng)絡(luò)資源.優(yōu)點(diǎn)是緩存節(jié)點(diǎn)既可以提供網(wǎng)絡(luò)緩存資源，降低網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)，又能引導(dǎo)內(nèi)網(wǎng)用戶互聯(lián)，優(yōu)化P2P 流量；缺點(diǎn)是不是所有的P2P 協(xié)議都對(duì)這種代理方式有效.

第二種方案：通過(guò)超級(jí)結(jié)點(diǎn)(SuperNode) 為用戶提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，用戶與結(jié)點(diǎn)之間的通訊靠Tracker的隨機(jī)分配.優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)技術(shù)簡(jiǎn)單，客戶端性能好；缺點(diǎn)用戶間流量無(wú)序，不方便管理.

第三種方案：基于Session 級(jí)別跟蹤結(jié)點(diǎn)對(duì)代理的訪問(wèn)請(qǐng)求.優(yōu)點(diǎn)是控制精確；缺點(diǎn)是客戶體驗(yàn)差，服務(wù)性能較差.

上述三個(gè)方案的優(yōu)缺點(diǎn)比較見(jiàn)表1.

表1 三種方案的比較

綜合以上的三種方案，可以做如下嘗試：為改變P2P流量無(wú)序化的特點(diǎn)，可以通過(guò)優(yōu)化Tracker中的Peer列表，做法是：引入鄰近性(proximity)指標(biāo)，盡量提高網(wǎng)絡(luò)傳輸效率.同時(shí)，在具體的維護(hù)和管理中，也可要考慮對(duì)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和運(yùn)行機(jī)制進(jìn)行優(yōu)化,建立網(wǎng)內(nèi)cache服務(wù)器[11]，盡量避免同一網(wǎng)內(nèi)的P2P流量的跨網(wǎng),實(shí)現(xiàn)網(wǎng)內(nèi)用戶的P2P資源共享,從網(wǎng)絡(luò)整體上減輕網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān),提高網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的質(zhì)量.

3 結(jié)束語(yǔ)

互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展飛速,與人民的日常生活和工作的聯(lián)系越來(lái)越緊密.P2P應(yīng)用作為互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用的一種，可以為互聯(lián)網(wǎng)用戶帶來(lái)友好的體驗(yàn)和便捷的服務(wù)資源，但是其帶來(lái)的負(fù)面作用也顯而易見(jiàn).筆者通過(guò)對(duì)P2P流量的各種優(yōu)化策略進(jìn)行分析，引入的本地化技術(shù)可以有效地提高網(wǎng)絡(luò)性能.以后還要投入更大的精力進(jìn)行更加深入的研究,力圖更加精確進(jìn)行流量檢測(cè)，實(shí)施更加智能和規(guī)范的管理，爭(zhēng)取為互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的健康和可持續(xù)發(fā)展盡微薄之力.

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Abstract:In this paper,the characteristics of P2P application is introduced,and the flow detection technology is analyzed.And the flow control technology and management solutions,principle and system function structure analysis of P2P caching technology in detail are proposed,and the P2P flow localization strategy and P2P flow matching scheme are proposed,too.Due to preemption cyber source P2P application,network congestion is effectively solved,the network quality of service is improved.

Keywords:Peer-to-Peer; Flow detection; Flow matching; Management strategy; Localization

(責(zé)任編輯：季春陽(yáng))

TheNetworkTrafficManagementBasedonOptimizationStrategyofP2P

Shi Hongyan

(Yangen University)

TP393

A

1000-5617(2017)02-0063-03

2017-03-15

*福建省中青年教師教育科研項(xiàng)目(科技)(JA15581)