隨著互聯(lián)網(wǎng)視頻的高清趨勢，以及運營商的接入帶寬提速，網(wǎng)絡視頻用戶迅速增長，截至2012年底中國網(wǎng)絡視頻用戶達到3.72億，較上年底增加 了4653萬人，增長率為14.3%。網(wǎng)民中上網(wǎng)收看視頻的用戶比例較上年底提升了2.5個百分點，達到65.9%。視頻和下載流量（web類和P2P 類）在互聯(lián)網(wǎng)總流量占比超過80%，其中P2P流量占比超過45%。

　　【摘要】P2P應用造成網(wǎng)絡堵塞、網(wǎng)速降低和不穩(wěn)定，被許多業(yè)內(nèi)人士稱為“帶寬殺手”，對P2P流量的管理和調度，成為了運營商非常棘手的一個 難題，目前，有效管理P2P流量，限制P2P下載，控制P2P傳輸，攔截P2P視頻的手段較為有限，本文將從疏導角度出發(fā)，為運用商應對P2P流量爆發(fā)式 增長提供有效的管控手段。

　　【關鍵詞】計算機網(wǎng)絡論文發(fā)表,P2P,CDN,CACHE,流量調度

　　1前言

　　基于P2P的應用異軍突起，P2P應用涉及的領域越來越廣，已從單一的大文件下載轉變?yōu)楦�多的新型多媒體應用，如P2P高清點播、直播和P2P語音通信等，越來越多的互聯(lián)網(wǎng)用戶選擇在線觀看新聞、電影、直播等原本在電視或本地計算機上觀看的媒體資源。

　　目前CP（內(nèi)容提供商）流量調度策略與運營商流量調度策略不一致，導致了大量跨省/跨網(wǎng)流量，增加了運營商的骨干壓力，盲目的限制、控制、攔截又會帶來大量的用戶投訴，因此合理調度這些流量，成為運營商需要解決的一個課題。

　　2傳統(tǒng)的P2P應對策略

　　為了解決P2P流量產(chǎn)生的影響，運營商和CP（內(nèi)容服務提供商）一般采用如下方法進行應對：

　　（1）限制：運營商對P2P應用的流量限制一般借助于深度數(shù)據(jù)包解析（DPI）設備，將這些設備接入運營商網(wǎng)絡，通過對流量的深度識別，然后對相關P2P流量進行限制。

　　（2）流量本地化：由于P2P內(nèi)容具有很高的重復性，運營商可以通過在網(wǎng)絡中部署P2PCache（緩存）服務器來本地化P2P流量。

　　（3）傳輸優(yōu)化：P2P應用常常采用基于逆向工程的技術來感知網(wǎng)絡狀況。如估算P2P節(jié)點或主機的鄰近性以及它們之間的傳輸時延或帶寬，以提高P2P內(nèi)容傳輸?shù)男�率�?/p>

　　3推薦應對策略：P2P+CDN

　　P2P+CDN架構是基于CDN的，在骨干層面上保留了原有的CDN系統(tǒng)架構和功能，在邊緣節(jié)點采用P2P技術進行媒體文件共享及分發(fā)。P2P+CDN的網(wǎng)絡架構采用3層結構，分為中心層、邊緣層和P2P自治域層。

　　從中心層到邊緣層和傳統(tǒng)的CDN組織架構一樣，由一個中心節(jié)點管理控制多個邊緣節(jié)點，并對邊緣節(jié)點分發(fā)節(jié)目。在邊緣層以下的P2P自治域層是 P2P+CDN架構的主要特點。為了便于P2P的管理，將系統(tǒng)服務的網(wǎng)絡分成若干個區(qū)域，稱之為P2P自治域，用戶的數(shù)據(jù)交換僅限于在其所在的P2P自治 域內(nèi)，盡量避免跨域間的P2P交換，由此將用戶的數(shù)據(jù)流控制在一個域內(nèi)，減輕網(wǎng)絡負載。

　　P2P+CDN流量優(yōu)化系統(tǒng)應具備三個主要功能，感知、調度、CACHE。

　　3.1感知

　　感知通過分光或鏡像的方式，采集業(yè)務流量，完成流量和設備實時監(jiān)控數(shù)據(jù)的采集、處理和分析，與調度系統(tǒng)聯(lián)動，實現(xiàn)P2P流量優(yōu)化調度。

　　感知是P2P+CDN系統(tǒng)的核心組成部分，在網(wǎng)絡出口監(jiān)聽報文，過濾出需關注的報文做相應處理。目前常用的P2P應用識別檢測技術有：常用端口 檢測法、動態(tài)流行為檢測法DFI（DynamicFlowInspection）、深度包檢查法DPI（DeepPacketInspection）。感 知系統(tǒng)過濾P2P客戶端發(fā)到外網(wǎng)TrackServer的報文，將其重定向到調度子系統(tǒng)上，調度子系統(tǒng)為其提供的Peerlist中的Peer指向 Cache子系統(tǒng)，調度子系統(tǒng)通知Cache子系統(tǒng)管理此文件。客戶端連接Cache子系統(tǒng)，由Cache子系統(tǒng)為其提供P2P服務。

　　感知還需對業(yè)務進行管理，包括實現(xiàn)P2P接入業(yè)務開通和管理，業(yè)務開通狀態(tài)的CP才能和P2P系統(tǒng)進行有效交互。一個運營商內(nèi)部所有的客戶端每 天發(fā)出的P2P業(yè)務請求是一個龐大的數(shù)字，感知系統(tǒng)如果重定向所有的請求，則調度子系統(tǒng)的負荷會很重，因此，需要有針對性地重定定，如和AAA同步，重點 關注VIP用戶或開通此類業(yè)務的用戶的流量，實施差異化服務。

　　感知除以上功能外，需要注意以下幾個問題：

　　（1）熱點統(tǒng)計：根據(jù)流量優(yōu)化子系統(tǒng)的服務日志信息，提供對內(nèi)容存儲、內(nèi)容使用、內(nèi)容分布的統(tǒng)計分析功能，提供內(nèi)容熱點排名統(tǒng)計；

　　（2）報表分析：對監(jiān)控產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)進行記錄和分析，自動生成常規(guī)報表和各種個性化報表，支持分析各類業(yè)務管理需要。

　　3.2調度

　　調度子系統(tǒng)使得運營商能夠進行P2P流量優(yōu)化業(yè)務的核心控制、配置和管理；通過選擇和配置針對P2P流量的網(wǎng)絡資源優(yōu)化策略，系統(tǒng)輸出優(yōu)化信息和數(shù)據(jù)到P2P服務商，使其可以優(yōu)化自身的Peer選擇過程，達到P2P流量優(yōu)化的目的。

　　（1）調度策略模塊是調度系統(tǒng)的核心，根據(jù)從管理模塊獲取的運營商網(wǎng)絡信息，計算出P2P流量優(yōu)化調度策略，并通過通信服務模塊與P2P服務商對接，指導其流量調度策略。

　　調度策略包括：①全局域流量優(yōu)化策略，根據(jù)運營商提供的網(wǎng)絡拓撲、鏈路帶寬、上下行流量、優(yōu)先級等信息計算生成網(wǎng)內(nèi)流量優(yōu)化策略，提供運營商、 大區(qū)、省網(wǎng)、城域網(wǎng)及BRAS級別的流量優(yōu)化策略，使P2P流量盡可能在網(wǎng)內(nèi)實現(xiàn)本地化；②支持任意級別特定集合域或者子集域流量優(yōu)化策略，在不改變整體 策略的情況下進行特定的域調度；另外可以根據(jù)管理區(qū)域、鏈路區(qū)域定義子集域。③QOS優(yōu)化策略：根據(jù)IP地址池范圍和用戶特性，計算生成高帶寬寬帶用戶、 3G用戶的流量優(yōu)化策略，優(yōu)先保證這些用戶的P2P業(yè)務體驗；④支持以上多種環(huán)境和策略的疊加，形成全局策略，通過通信服務模塊提供給P2P服務商。 （2）通信服務模塊，該模塊承擔流量優(yōu)化和配置計算信息傳遞給P2P服務商的通信服務功能，是用于對接P2PTracker服務器和P2P客戶端的通信接 口設備。

　　通信模塊功能包括：①與優(yōu)化計算模塊接口獲取全局策略；②提供規(guī)范和標準的P2P服務接口以及對接的SDK和文檔；③記錄詳細的通信服務日志，包括但不限于時間、應用、協(xié)議、源IP、源端口、目標IP、目標端口、上行流量、下行流量、P2P內(nèi)容特征等信息。

　　（3）設備監(jiān)測：通過設備監(jiān)測模塊獲取數(shù)據(jù)，對優(yōu)化計算模塊、通信服務模塊和內(nèi)容分發(fā)模塊的可用性、設備性能、網(wǎng)絡指標進行實時監(jiān)測，實時獲得業(yè)務系統(tǒng)的資源使用情況和健康狀態(tài)；

　　（4）配置管理：能夠根據(jù)運營商的網(wǎng)絡信息生成IP地址策略，能夠獲取網(wǎng)絡拓撲文件并解析生成可視化圖像，配合流量優(yōu)化和配置計算模塊實現(xiàn)基于 域和拓撲的流量優(yōu)化策略；能夠根據(jù)文件內(nèi)容、文件格式、文件大小和訪問熱點情況等定義內(nèi)容緩存策略，由內(nèi)容策略觸發(fā)流量優(yōu)化子系統(tǒng)的自動內(nèi)容更新；

　　（5）資源管理：形成統(tǒng)一的內(nèi)容目錄數(shù)據(jù)庫，承擔關于內(nèi)容的元數(shù)據(jù)的存儲和索引。全局內(nèi)容目錄維護內(nèi)容在各節(jié)點的分布情況。支持對系統(tǒng)內(nèi)存儲的資源文件進行瀏覽、排序、查詢、查看、下載、刪除等管理操作；

　　3.3CACHE

　　CACHE針對P2P服務進行流量補償，通過部署P2PCACHE系統(tǒng)來實現(xiàn)對其下載熱點內(nèi)容資源進行本地緩存，提升下載速度和用戶體驗，同時需具備內(nèi)容審計功能。

　　通過與P2P服務提供商（主要是主流的商用P2P服務，如迅雷、PPS、PPlive等）進行合作，通過P2P服務和本系統(tǒng)的對接，接收系統(tǒng)輸出的優(yōu)化信息和數(shù)據(jù)，優(yōu)化其P2P流量。

　　CACHE包括兩個功能模塊：內(nèi)容加速模塊、資源收集模塊。

　　（1）資源收集模塊：是P2P服務提供商上傳文件或用戶使用P2P文件的存放點，CACHE子系統(tǒng)通過資源收集模塊收集、上傳媒體文件。

　　通過對用戶行為的統(tǒng)計，有兩個特點：一是在Cache子系統(tǒng)上緩存的內(nèi)容是有“熱度”的，就是說，有些緩存內(nèi)容客戶請求的次數(shù)很頻繁，有些內(nèi)容 則很少甚至沒有訪問；二是熱點是隨時間變化的，會經(jīng)歷一個由“冷”到“熱”，再到“冷”的過程。為此，用熱點判斷算法和替換算法來調整系統(tǒng)負載平衡，通過 對用戶下載行為和內(nèi)容命中率的分析，為不同的用戶或內(nèi)容提供區(qū)別服務，以得到較好的Cache子系統(tǒng)利用率和命中率。

　　（2）內(nèi)容加速模塊：內(nèi)容加速模塊由系統(tǒng)根據(jù)內(nèi)容對象的熱度和訪問狀況對其網(wǎng)內(nèi)內(nèi)容進行分發(fā)。對于系統(tǒng)已經(jīng)存儲的資源，由調度系統(tǒng)調度用戶訪問 本系統(tǒng)，系統(tǒng)響應網(wǎng)內(nèi)用戶的P2P請求，向用戶提供全部或部分數(shù)據(jù)流量。通過重復利用數(shù)據(jù)流量實現(xiàn)訪問加速與流量本地化的目標。同時由于系統(tǒng)同步保存了熱 點內(nèi)容，可以有效降低因網(wǎng)絡Peer數(shù)目不足或者缺乏部分文件分片而導致用戶不能正常完成下載的比率。

　　內(nèi)容加速模塊具備以下功能：

　　基于HTTP、HTTPS或其它特定協(xié)議接口的文件下載服務；

　　支持迅雷、PPS、PPTV、旋風、QQLive、風行、Uusee、QVOD等國內(nèi)主流P2P內(nèi)容分發(fā)服務；

　　具有負載均衡能力，多臺設備之間的負載差不能超過20%；

　　提供資源管理接口，可以根據(jù)文件infohash值查詢、刪除系統(tǒng)中的文件；

　　提供客戶端認證功能，只允許合作的P2P客戶端可以訪問；

　　提供區(qū)域限制功能，只為規(guī)定區(qū)域內(nèi)的用戶提供分發(fā)下載服務；

　　提供流量控制功能，能夠控制到設備級別和應用級別所占用的網(wǎng)絡帶寬；

　　提供日志功能，能夠詳細記錄內(nèi)容分發(fā)日志和內(nèi)容訪問日志。

　　3.4P2P+CDN模式特點

　　P2P+CDN流量優(yōu)化系統(tǒng)在具備長期流量優(yōu)化領域服務ISP經(jīng)驗的基礎上，并吸收國外先進技術和理念，才能被設計和開發(fā)出來，并在后期運營過 程中不斷優(yōu)化和完善，到時系統(tǒng)將成為一套具備全網(wǎng)優(yōu)化網(wǎng)內(nèi)各類P2P流量的能力、支持智能管道增值業(yè)務開發(fā)和運營的系統(tǒng)，并最終達成雙贏，同時也將極大的 促進P2P產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。

　　系統(tǒng)建議部署在運營商省網(wǎng)或城域網(wǎng)的IDC機房，對P2P流量的優(yōu)化服務可以覆蓋全省的寬帶和3G上網(wǎng)用戶，大幅降低骨干網(wǎng)流入省網(wǎng)的P2P流量并提高寬帶用戶P2P視頻和下載體驗。

　　4結束語

　　寬帶互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展到今天，電信運營商的網(wǎng)絡建設的指導方針已經(jīng)從傳統(tǒng)的面向基礎設施建設轉變?yōu)槊嫦驊�用需求。原有的根�?jù)用戶數(shù)/帶寬為模型的網(wǎng)絡建設已經(jīng)不在適合今天網(wǎng)絡建設的要求。現(xiàn)在網(wǎng)絡建設模型是以應用/用戶需求模型為主導。

　　從以業(yè)務、流量為導向規(guī)模擴容網(wǎng)絡容量，到根據(jù)應用、客戶需求提供差異化服務為建設依據(jù)的轉變是一個長期的過程，P2P+CDN模式是運營商實現(xiàn)轉變的一個有效手段之一。

　　參考文獻：

　　[1]仇德成，汪樹勛，徐德啟.《Cache技術在P2P中的應用》.

　　[2]2012年中國電信集團.《中國電信CDN總體技術要求》.

　　[3]陳輝，呂月梅，宋俊德.《P2P網(wǎng)絡搜索新技術》.