P2P網(wǎng)絡流量控制管理若干關鍵技術研究.pdf

1、最近幾年，P2P技術作為一種新的互聯(lián)網(wǎng)應用模式迅速風靡全球，作為改變互聯(lián)網(wǎng)應用模式的一項新技術，P2P業(yè)務己悄然占據(jù)了互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務流量總量的70％以上。P2P流量的無序性在一定程度上打破了網(wǎng)絡運營商原有的運營和商業(yè)模式，并且巨大的流量也給運營商的流量管理帶來了巨大的壓力。提供一個可運營可管理的P2P基礎平臺，協(xié)調好用戶、P2P服務提供商、網(wǎng)絡提供商各方的利益，使整個P2P產(chǎn)業(yè)鏈健康協(xié)調地發(fā)展，將是未來的發(fā)展方向。為應對P2P流量對網(wǎng)絡帶寬

2、消耗帶來的挑戰(zhàn)，運營商一方面通過加大投入，增加帶寬來解決問題；另一方面，希望找到合適的技術方法實現(xiàn)P2P流量的有效管理，通過限制或引導P2P流量，避免帶寬被P2P流量過多地消耗。因此要實現(xiàn)可靠的數(shù)據(jù)傳輸以及合理的網(wǎng)絡流量資源分配，就需要根據(jù)P2P網(wǎng)絡流量的行為特性建立相應的P2P流量識別、預測與控制模型，形成完善的P2P流量控制管理機制。本文在深入分析P2P流量管理技術研究的現(xiàn)狀、現(xiàn)有的P2P協(xié)議及相關技術的基礎上，對P2P流量控制管理

3、研究中的P2P流量檢測技術、預測算法和控制機制這些關鍵技術分別進行了深入研究。為驗證本文提出的算法和模型的正確性，最后設計并實現(xiàn)了一個基于移動代理的P2P流量控制管理系統(tǒng)，系統(tǒng)演示結果表明該流量管理系統(tǒng)能對網(wǎng)絡中的P2P流量進行有效的檢測、控制和管理，從而能保證網(wǎng)絡中其他應用業(yè)務的帶寬使用，為網(wǎng)絡運營商提高網(wǎng)絡管理水平提供良好的參考應用價值和實際應用意義。本研究主要內容包括：
　　⑴針對現(xiàn)有P2P流量識別方法的不足，吸收現(xiàn)有方法的

4、優(yōu)點，提出了一種基于流量屬性特征選擇的P2P流量分類方法，通過實驗表明基于FCBF選擇的SVM算法對P2P流量能進行良好的識別；為了提高P2P流量識別的敏感度和精度還提出了一種基于損失函數(shù)的支持向量機P2P流量檢測模型，使用模糊隸屬度概念對SVM算法的結果進行解釋，結合損失函數(shù)的概念對SVM算法進行改進，并應用于P2P流量識別，能夠對新的未知的P2P協(xié)議和加密傳輸?shù)腜2P流進行一定的識別。但是由于基于屬性特征選擇的P2P流量識別方法速度

5、慢，只能進行離線識別，為此本文提出了一種基于流傳輸特性的實時P2P流量檢測方法，該方法是一種輕量級的實時在線識別方法，能夠高效快速的實時在線進行P2P協(xié)議的識別。實驗結果表明所提出的方法是可行的。
　　⑵提出了基于小波分析的P2P業(yè)務流量預測模型。該模型結合卡爾曼濾波和小波分析技術，使用小波重構實現(xiàn)對一類非平穩(wěn)隨機過程的平穩(wěn)部分的各個分量進行更新估計，并且使用卡爾曼濾波方法可以在一個周期內利用某個時刻及其以前的信息對其后所有時刻進

6、行預報，即實現(xiàn)了周期內實時的動態(tài)多步預報。同時，與小波分析方法相比，該方法具有實時性和遞歸性，可在時域中對網(wǎng)絡流量進行實時的動態(tài)估計和分析。并且具有與真實網(wǎng)絡流量重合度高，預測誤差小的特點，能達到良好的跟蹤和預測性能，同傳統(tǒng)的非線性預測模型如神經(jīng)網(wǎng)絡等相比，其復雜度較低便于實時預測，可滿足網(wǎng)絡運營商對P2P流量管理的要求。
　?、菫榱藢2P流量進行有效的控制，提出了兩個流量本地化的策略:即P2P緩存系統(tǒng)和一種基于CDN路由的輕量

7、級節(jié)點距離測量方案。前者既為內網(wǎng)用戶提供可管理控制的P2P服務，保證用戶的P2P應用體驗，又能減輕主干網(wǎng)的帶寬壓力。因此本文對緩存系統(tǒng)部署架構及各個模塊的功能和校園網(wǎng)內的實測結果進行了深入研究。后者在節(jié)點選擇機制上利用網(wǎng)絡路由機制，將邏輯距離和實際地理距離結合，有利于實現(xiàn)流量本地化的。仿真實驗證明這種節(jié)點選擇方案對于P2P流量本地化的意義。
　?、葹榱蓑炞C上述部分算法和方法的有效性，實現(xiàn)了一個基于移動代理的P2P網(wǎng)絡流量管理原型系