互联网P2P流量优化技术发展综述

摘 要

随着P2P技术的迅速发展，对P2P技术优化的研究也成为了一个热点。文章首先简要介绍了P2P技术的概念和特点，然后介绍了P2P技术在现网中存在的问题及相关的解决方案，并介绍了当前国内外主流的P2P流量技术优化方案，最后展望了P2P未来的发展趋势。

【关键词】P2P 优化 流量

1 引言

随着互联网应用日新月异，新的技术不断出现，特别是以P2P为代表技术的出现，彻底改变了互联网应用模型，使互联网的流量分布发生了巨大的变化，对网络服务提供商的运营模型产生了非常深刻的影响。

P2P技术的特点和优势主要体现在以下几个方面：

（1）非集中式：网络中信息的传输和服务的实现都直接在结点之间进行，可以无需中间环节和服务器的介入，避免了可能的瓶颈。

（2）可扩展性：整个体系是全分布的，不存在瓶颈。理论上其可扩展性几乎可以认为是无限的。

（3）健壮性：服务分散在各个结点之间进行的，部分结点或网络遭到破坏时能够自动调整整体拓扑，对其它部分的影响很小。

（4）高性能/价格比：采用P2P架构可以有效地利用互联网中散布的大量普通结点，将计算任务或存储资料分布到所有结点上，达到高性能计算和海量存储的目的。

P2P流量的逐年增加也给运营商的IP承载网络带来了冲击，运营商主要采用增加出口带宽投资的方式。但此种方式，却无法带来实际的经济收益，且P2P协议吞噬带宽的特性很快就发挥的淋漓尽致。

2 主流优化方案及分析

国内外现有的P2P流量优化技术，总体而言可以分为以下几类。

2.1 针对域内节点进行内容探知的节点选择技术

针对域内节点进行内容探知的节点选择算法认为：一个域内所有的节点所拥有的文件片段的补集称为下载内容的“融合度”。下载过程中，本地应用程序统计下载信息，包括：下载内容分片信息，拥有分片信息的节点数和本域内的近邻节点列表，并不断的统计该节点以及其近邻节点的内容融合度，一旦发现融合度为100%，则该域内的所有Peer针对该下载的内容形成了一个完整的Peer群。这些域内节点立刻停止连接外网节点，通过域内的节点互传即可完成下载，这样就避免了不必要的跨网流量。

2.2 LiteLoad技术

LiteLoad预先在ISP网络中安装，拦截P2P协议的所有初始化连接消息，并检查目标地址。

对具有超级节点的P2P网络，将向外部超级节点的连接请求重定向到内部的超级节点，如果没找到所想要的内容，再向原来的超级节点请求。这种方法促使每个节点优先从内部的节点获得数据，因此能够提高流量的本地化程度，降低了网间流量。

2.3 基于CDN定位的节点选择技术

CDN与P2P技术相结合可以同时发挥两种技术的优点。P2P技术有效的减少了系统所需要的服务器的数量，增大了系统的容量，降低了总体成本；而CDN技术又将下载的内容转移到客户所在的网络域内部，使得客户端访问外网的流量大大减少，同时P2P网络的性能和服务质量也会有很大的提高。

2.4 Oracle技术

Oracle是由德国的Deutsche电信实验室提出的一种P2P流量优化方案，目的是在ISP和P2P服务商之间建立合作关系，由ISP向P2P应用提供网络信息服务。

在通信网络域内部署Oracle服务器，Oracle服务器需要收集ISP网络的拓扑信息，如AS号，AS拓扑图、城市等级拓扑信息等，然后根据这些信息向P2P应用提供节点匹配建议；P2P客户端在选择邻居或下载数据时，向Oracle提交候选的一组节点，Oracle则根据网络拓扑信息对候选节点排序，帮助P2P客户端选择较优的节点；而最终的实验数据也表明40.57%的数据下载被约束在了网络域内部。

2.5 P4P技术

P4P 是由美国耶鲁大学网络系统实验室提出的一种P2P流量优化技术架构，通过在ISP和P2P应用之间进行通信和协作来优化P2P的流量和性能。

P4P作为通用方案，能够支持各种P2P应用形式和资源；P4P可以采用增进式部署，从而使运营商网络平滑演进；P4P可以采用一些承载网的增加特性，例如QoS、缓存服务器等。

实验室内的测试结果表明：P4P技术不仅可以减少跨网流量，而且可以将下载速度提升200，在某些情况下甚至提升600，是一个可以实现ISP和P2P双赢的技术方案。

3 P2P优化方案工程应用

P2P cache缓存应用平台部署在运营商IP城域网出口路由器或业务路由器，通过DPI等设备对用户行为进行分析，将热点内容存储在平台缓存池的服务器硬盘中。平台监控全网用户请求，用户发送域名请求到DNS服务器，DNS服务器通过forward转发功能将请求转发给DNS Forword服务器，DNS Forword服务器根据一定策略规则将返回WEB以及APP服务器地址，用户通过WEB或APP服务器访问相关域名的资源，该资源如果已经缓存就从磁盘或内存中读取给用户，如果该资源没有缓存就通过方式边下载边服务。

4 P2P技术发展的机遇

P2P技术高效的传输效率，以及丰富的资源提高了用户上网体验，上网用户飞速发展为运营商提供了更大的商机，也给网络运营商带来了巨大的成本压力。

（1）P2P可以消除服务器瓶颈，使得流量分布平衡，同样的网络资源可以支持更多用户的文件下载业务；

（2）P2P推动着以博客、手机电视、无线点播、手机即时通信为代表的网络新媒体的发展，这将促使运营商发展更多互联网的增值服务；

（3）软交换和P2P是目前语音通信的两种模式，在测试中，P2P具有更高的网络利用率和通话质量，将会在未来有很大的发展空间。

5 结束语

综上所述，本文通过对P2P优化技术发展的分析，简要的描述了近来一些国内外对于P2P优化采用的技术，并介绍了工程实例。因为P2P优化技术对未来网络建设具有复杂性和多样性，笔者也只是列举了一些普通的优化方案，在今后的网络发展中，我们应该根据具体问题具体分析的宗旨，稳步推进P2P技术的优化，减少对IP网络冲击的同时带来更好的用户体验。

参考文献

[1]王逸欣，王锐，樊爱华，唐川.P2P流量检测技术初探[J].计算机与数字工程，2006，34（6）：161-164.

作者简介

韩琳（1983-），男，大学本科学历，硕士学位。现为辽宁邮电规划设计院有限公司主任工程师，主要从事数据通信及IT类支撑平台的设计工作。

作者单位

辽宁邮电规划设计院有限公司 辽宁省沈阳市 110179