隨著互聯(lián)網(wǎng)視頻的高清趨勢，以及運(yùn)營商的接入帶寬提速，網(wǎng)絡(luò)視頻用戶迅速增長，截至2012年底中國網(wǎng)絡(luò)視頻用戶達(dá)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(gè)百分點(diǎn)，達(dá)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(yīng)用造成網(wǎng)絡(luò)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(diào)度，成為了運(yùn)營商非常棘手的一個(gè) 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(dǎo)角度出發(fā)，為運(yùn)用商應(yīng)對P2P流量爆發(fā)式 增長提供有效的管控手段。

　　【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)論文發(fā)表,P2P,CDN,CACHE,流量調(diào)度

　　1前言

　　基于P2P的應(yīng)用異軍突起，P2P應(yīng)用涉及的領(lǐng)域越來越廣，已從單一的大文件下載轉(zhuǎn)變?yōu)楦�多的新型多媒體應(yīng)用，如P2P高清點(diǎn)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(jì)算機(jī)上觀看的媒體資源。

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

　　2傳統(tǒng)的P2P應(yīng)對策略

　　為了解決P2P流量產(chǎn)生的影響，運(yùn)營商和CP（內(nèi)容服務(wù)提供商）一般采用如下方法進(jìn)行應(yīng)對：

　　（1）限制：運(yùn)營商對P2P應(yīng)用的流量限制一般借助于深度數(shù)據(jù)包解析（DPI）設(shè)備，將這些設(shè)備接入運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)，通過對流量的深度識(shí)別，然后對相關(guān)P2P流量進(jìn)行限制。

　　（2）流量本地化：由于P2P內(nèi)容具有很高的重復(fù)性，運(yùn)營商可以通過在網(wǎng)絡(luò)中部署P2PCache（緩存）服務(wù)器來本地化P2P流量。

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

　　3推薦應(yīng)對策略：P2P+CDN

　　P2P+CDN架構(gòu)是基于CDN的，在骨干層面上保留了原有的CDN系統(tǒng)架構(gòu)和功能，在邊緣節(jié)點(diǎn)采用P2P技術(shù)進(jìn)行媒體文件共享及分發(fā)。P2P+CDN的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)采用3層結(jié)構(gòu)，分為中心層、邊緣層和P2P自治域?qū)印?/p>

　　從中心層到邊緣層和傳統(tǒng)的CDN組織架構(gòu)一樣，由一個(gè)中心節(jié)點(diǎn)管理控制多個(gè)邊緣節(jié)點(diǎn)，并對邊緣節(jié)點(diǎn)分發(fā)節(jié)目。在邊緣層以下的P2P自治域?qū)邮?P2P+CDN架構(gòu)的主要特點(diǎn)。為了便于P2P的管理，將系統(tǒng)服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)分成若干個(gè)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(gè)域內(nèi)，減輕網(wǎng)絡(luò)負(fù)載。

　　P2P+CDN流量優(yōu)化系統(tǒng)應(yīng)具備三個(gè)主要功能，感知、調(diào)度、CACHE。

　　3.1感知

　　感知通過分光或鏡像的方式，采集業(yè)務(wù)流量，完成流量和設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的采集、處理和分析，與調(diào)度系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)P2P流量優(yōu)化調(diào)度。

　　感知是P2P+CDN系統(tǒng)的核心組成部分，在網(wǎng)絡(luò)出口監(jiān)聽報(bào)文，過濾出需關(guān)注的報(bào)文做相應(yīng)處理。目前常用的P2P應(yīng)用識(shí)別檢測技術(shù)有：常用端口 檢測法、動(dòng)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(bào)文，將其重定向到調(diào)度子系統(tǒng)上，調(diào)度子系統(tǒng)為其提供的Peerlist中的Peer指向 Cache子系統(tǒng)，調(diào)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(wù)。

　　感知還需對業(yè)務(wù)進(jìn)行管理，包括實(shí)現(xiàn)P2P接入業(yè)務(wù)開通和管理，業(yè)務(wù)開通狀態(tài)的CP才能和P2P系統(tǒng)進(jìn)行有效交互。一個(gè)運(yùn)營商內(nèi)部所有的客戶端每 天發(fā)出的P2P業(yè)務(wù)請求是一個(gè)龐大的數(shù)字，感知系統(tǒng)如果重定向所有的請求，則調(diào)度子系統(tǒng)的負(fù)荷會(huì)很重，因此，需要有針對性地重定定，如和AAA同步，重點(diǎn) 關(guān)注VIP用戶或開通此類業(yè)務(wù)的用戶的流量，實(shí)施差異化服務(wù)。

　　感知除以上功能外，需要注意以下幾個(gè)問題：

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

　　（2）報(bào)表分析：對監(jiān)控產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄和分析，自動(dòng)生成常規(guī)報(bào)表和各種個(gè)性化報(bào)表，支持分析各類業(yè)務(wù)管理需要。

　　3.2調(diào)度

　　調(diào)度子系統(tǒng)使得運(yùn)營商能夠進(jìn)行P2P流量優(yōu)化業(yè)務(wù)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(luò)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(wù)商，使其可以優(yōu)化自身的Peer選擇過程，達(dá)到P2P流量優(yōu)化的目的。

　　（1）調(diào)度策略模塊是調(diào)度系統(tǒng)的核心，根據(jù)從管理模塊獲取的運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)信息，計(jì)算出P2P流量優(yōu)化調(diào)度策略，并通過通信服務(wù)模塊與P2P服務(wù)商對接，指導(dǎo)其流量調(diào)度策略。

　　調(diào)度策略包括：①全局域流量優(yōu)化策略，根據(jù)運(yùn)營商提供的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹㈡溌穾�寬、上下行流量、�?yōu)先級(jí)等信息計(jì)算生成網(wǎng)內(nèi)流量優(yōu)化策略，提供運(yùn)營商、 大區(qū)、省網(wǎng)、城域網(wǎng)及BRAS級(jí)別的流量優(yōu)化策略，使P2P流量盡可能在網(wǎng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)本地化；②支持任意級(jí)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(jìn)行特定的域調(diào)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(jì)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(wù)體驗(yàn)；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(wù)模塊提供給P2P服務(wù)商。 （2）通信服務(wù)模塊，該模塊承擔(dān)流量優(yōu)化和配置計(jì)算信息傳遞給P2P服務(wù)商的通信服務(wù)功能，是用于對接P2PTracker服務(wù)器和P2P客戶端的通信接 口設(shè)備。

　　通信模塊功能包括：①與優(yōu)化計(jì)算模塊接口獲取全局策略；②提供規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的P2P服務(wù)接口以及對接的SDK和文檔；③記錄詳細(xì)的通信服務(wù)日志，包括但不限于時(shí)間、應(yīng)用、協(xié)議、源IP、源端口、目標(biāo)IP、目標(biāo)端口、上行流量、下行流量、P2P內(nèi)容特征等信息。

　　（3）設(shè)備監(jiān)測：通過設(shè)備監(jiān)測模塊獲取數(shù)據(jù)，對優(yōu)化計(jì)算模塊、通信服務(wù)模塊和內(nèi)容分發(fā)模塊的可用性、設(shè)備性能、網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，實(shí)時(shí)獲得業(yè)務(wù)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(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)信息生成IP地址策略，能夠獲取網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湮募�并解析生成可視化圖像，配合流量優(yōu)化和配置計(jì)算模塊實(shí)現(xiàn)基于 域和拓?fù)涞牧髁績?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(diǎn)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(dòng)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(dān)關(guān)于內(nèi)容的元數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和索引。全局內(nèi)容目錄維護(hù)內(nèi)容在各節(jié)點(diǎn)的分布情況。支持對系統(tǒng)內(nèi)存儲(chǔ)的資源文件進(jìn)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(wù)進(jìn)行流量補(bǔ)償，通過部署P2PCACHE系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)對其下載熱點(diǎn)內(nèi)容資源進(jìn)行本地緩存，提升下載速度和用戶體驗(yàn)，同時(shí)需具備內(nèi)容審計(jì)功能。

　　通過與P2P服務(wù)提供商（主要是主流的商用P2P服務(wù)，如迅雷、PPS、PPlive等）進(jìn)行合作，通過P2P服務(wù)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(gè)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(wù)提供商上傳文件或用戶使用P2P文件的存放點(diǎn)，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(jì)，有兩個(gè)特點(diǎn)：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(diǎn)是隨時(shí)間變化的，會(huì)經(jīng)歷一個(gè)由“冷”到“熱”，再到“冷”的過程。為此，用熱點(diǎn)判斷算法和替換算法來調(diào)整系統(tǒng)負(fù)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(wù)，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(jìn)行分發(fā)。對于系統(tǒng)已經(jīng)存儲(chǔ)的資源，由調(diào)度系統(tǒng)調(diào)度用戶訪問 本系統(tǒng)，系統(tǒng)響應(yīng)網(wǎng)內(nèi)用戶的P2P請求，向用戶提供全部或部分?jǐn)?shù)據(jù)流量。通過重復(fù)利用數(shù)據(jù)流量實(shí)現(xiàn)訪問加速與流量本地化的目標(biāo)。同時(shí)由于系統(tǒng)同步保存了熱 點(diǎn)內(nèi)容，可以有效降低因網(wǎng)絡(luò)Peer數(shù)目不足或者缺乏部分文件分片而導(dǎo)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(wù)；

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

　　具有負(fù)載均衡能力，多臺(tái)設(shè)備之間的負(fù)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(rèn)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(wù)；

　　提供流量控制功能，能夠控制到設(shè)備級(jí)別和應(yīng)用級(jí)別所占用的網(wǎng)絡(luò)帶寬；

　　提供日志功能，能夠詳細(xì)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(diǎn)

　　P2P+CDN流量優(yōu)化系統(tǒng)在具備長期流量優(yōu)化領(lǐng)域服務(wù)ISP經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，并吸收國外先進(jìn)技術(shù)和理念，才能被設(shè)計(jì)和開發(fā)出來，并在后期運(yùn)營過 程中不斷優(yōu)化和完善，到時(shí)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(wù)開發(fā)和運(yùn)營的系統(tǒng)，并最終達(dá)成雙贏，同時(shí)也將極大的 促進(jìn)P2P產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。

　　系統(tǒng)建議部署在運(yùn)營商省網(wǎng)或城域網(wǎng)的IDC機(jī)房，對P2P流量的優(yōu)化服務(wù)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(yàn)。

　　4結(jié)束語

　　寬帶互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展到今天，電信運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的指導(dǎo)方針已經(jīng)從傳統(tǒng)的面向基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫦驊?yīng)用需求。原有的根據(jù)用戶數(shù)/帶寬為模型的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)已經(jīng)不在適合今天網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的要求。現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)模型是以應(yīng)用/用戶需求模型為主導(dǎo)。

　　從以業(yè)務(wù)、流量為導(dǎo)向規(guī)模擴(kuò)容網(wǎng)絡(luò)容量，到根據(jù)應(yīng)用、客戶需求提供差異化服務(wù)為建設(shè)依據(jù)的轉(zhuǎn)變是一個(gè)長期的過程，P2P+CDN模式是運(yùn)營商實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)變的一個(gè)有效手段之一。

　　參考文獻(xiàn)：

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　　[2]2012年中國電信集團(tuán).《中國電信CDN總體技術(shù)要求》.

　　[3]陳輝，呂月梅，宋俊德.《P2P網(wǎng)絡(luò)搜索新技術(shù)》.