p2p网络优化解决方案

P2P优播网络优化解决方案P2P优播网络优化解决方案佛山络威网络技术有限公司2011年6月P2P优播网络优化解决方案目录1项目说明..........................................................................................................................................32方案设计..........................................................................................................................................42.1现有方案技术及其优缺点...................................................................................................42.1.1CDN.............................................................................................................................42.1.2IP组播........................................................................................................................52.1.3P2P..............................................................................................................................62.1.4P4P..............................................................................................................................72.2络威P2P优播技术及其优势...............................................................................................72.3络威P2P优播交互式视频网络应用...................................................................................92.4网络优化具体方案.............................................................................................................132.4.1智能选择数据交换对象..........................................................................................132.4.2热点预测组播下发推送..........................................................................................142.4.3网络流量数据统计分析..........................................................................................15P2P优播网络优化解决方案1项目说明（1）面临的难题随着互联网传输内容的暴增，特别是随着高清、互动视频流（据统计，视频流占整个网络流量的40-50%）的成倍增加，大量并发的视频下载或上传造成了骨干传输网的带宽瓶颈问题，无法满足大量网民对大规模、互动、实时、在线视频共享的需求，严重的影响了用户对互联网的体验。与此同时，还存在着大量网络资源内容重复（例如：土豆网和优酷网的资源重复），资源利用率不高等问题。P2P应用的普及给电信运营商的网络带宽造成非常大的压力，P2P流量消耗了巨大的网络带宽，常常是运营商扩多少，P2P应用就占用多少。（2）当前互联网服务状况中国电信网通骨干网恒汇骨干网入口企业1企业2政府1教育1政府2服务2服务1汇集P2Pcache汇聚汇聚服务3广州阳江佛山网络拓扑图恒汇通信是一家第三方的互联网运营商，同时开通了电信和网通的骨干接口，通过恒Copyright@2011LorentNetworks第3页Allrightsreserved.P2P优播网络优化解决方案汇的多线连接互联网，直接恒汇通信网络的骨干接口进入电信、网通的网络，避免经过互联中心，避开电信网通的互联互通瓶颈，完全解决互联互通的问题。通过恒汇通信网络直接连接电信、网通的骨干网络，线路的时延小，经过的路由节点少，速度更快。但是近年来随着互联各网业务快速发展，用户量越来越多，特别是P2P流量消耗了巨大的网络带宽，给网络带宽造成非常大的压力。恒汇目前通过P2Pcache服务器，用协议将网络资源从骨干节点cache到中心节点（内容汇聚点），除了承接了迅雷的部分内容推送外，来缓解一定的带宽压力。（3）需求分析恒汇通信亟待解决将内容从现有中心节点到下一级用户接入点的推送与分发难题：在内容的推送上可以考虑采用组播的multicast方式，而在内容的分发上则急需一种优化的传输方式，实现分级流量控制，在分发网内就将网络流量一点点的消化掉，以尽可能的节省和优化骨干网带宽，优化用户体验；同时还可以通过优化网络更加准确的捕捉用户使用互联网的行为习惯，分析网络热点，逐步的引导用户访问，为广大用户提供更为优质的互联网服务。2方案设计2.1现有方案技术及其优缺点2.1.1CDNCDN即内容分发网络，是一种基于C/S结构的分布式媒体服务技术平台，也是目前采用比较普遍、技术成熟度比较高的一种平台，它通过在现有的Internet中增加一层新的网络架构，并采用智能化策略将用户需要访问的内容分发到距离用户最近、服务质量最好的节点，同时通过后台服务自动地将用户调度到相应的节点，为用户提供最好的服务。这种方案有效缓解了Internet网络拥塞状况，提高用户访问网站的响应速度，比较好地解决了由于网络带宽小、用户访问量大、网点分布不均等原因造成的用户访问响应速度慢的问题。CDNCopyright@2011LorentNetworks第4页Allrightsreserved.P2P优播网络优化解决方案技术实质上是一种网站加速技术，主要应用于门户网站、政府网站、教育网站等。但是，CDN技术虽然可以在一定程度上加速流媒体，实现下载、直播和点播，其核心仍然是基于集中服务器的架构，而且跟地域化管制紧密相连。典型情况下，CDN往往要在所有靠近用户的网络边缘部署分发节点，这对于带宽和网络设备、服务器等的需求是极其大量的，因此很难降低其扩展的成本，而且CDN技术在高峰时期对突发流量的适应性、容错性等方面仍然存在一定缺陷，具体表现如下：1、流媒体服务器带宽占用大。不同于电台和电视台使用广播形式发送节目，流媒体业务使用了单播形式，即一个用户一份流，即使有两个用户在观看同一个节目时亦然，所以用户越多，需要带宽就越多。当用户到达一定规模后，带宽就会成为业务发展的瓶颈，这时就需要投入大量费用购买带宽以满足要求。2、流媒体服务器处理能力要求高。用户多了，流媒体服务器处理能力也会成问题，这时候需要购置服务器以支持更多用户。3、流媒体负载均衡要求高。为减少骨干网络带宽占用、保证服务质量和就近提供服务，一般流媒体服务都需要部署复杂内容分发系统（CDN）。这样就大大增加了系统投资和管理复杂度。流媒体业务在到达一定规模后，就需要大规模扩充带宽、服务器和内容分发系统以满足需求，这些举措无疑都会大大增加开销。同时这种用户多了就扩容、扩容完了再大力发展用户只能是一种权宜之计，它无法从根本上解决流媒体业务发展所遭遇到的瓶颈问题。此外，CDN技术本质上是一种单向传播技术，不具有交互性。2.1.2IP组播IP组播指的是在Internet网上对一组动态形成的IP站点进行数据传送，主要应用于集团用户专网。它的基本方法是：当某一个人向一组人发送数据时，它不必将数据向每一个人都发送数据，只需将数据发送到一个特定的预约的组地址，所有加入该组的人均可以收到这份数据。这样对发送者而言，数据只需发送一次就可以发送到所有接收者，大大减轻了网络的负载和发送者的负担。IP组播是一种相对成熟的技术，对于降低视频应用对于网络带宽的浪费和降低网络时Copyright@2011LorentNetworks第5页Allrightsreserved.P2P优播网络优化解决方案延都行之有效，但缺点是必须依赖网络设备对于IP组播协议的端对段的支持，在互联网环境中并不适用。2.1.3P2PP2P技术简单的说是一种用于不同PC用户之间、不经过中继设备直接交换数据或服务的技术。它打破了传统的客户机/服务器模式，在P2P网络中每个节点的地位都是相同的，具备客户端和服务器双重特性，可以同时作为服务使用者和服务提供者。P2P计算的特点使得P2P天然具有规模可扩展性和系统级的可靠性，因为服务来自于每个终端Peer，当Peer增加的时候，可以提供服务的资源也随之而增加，来自于服务器的性能瓶颈和单点故障问题也就不在存在。利用P2P网络的这一特性，可以建立流媒体播放网络，从而节省服务器带宽消耗、减轻集中服务带来的压力。目前市场上流行的P2P技术以对等网络架构取代传统的客户端-服务器模式，在参与系统地终端之间直接进行数据交换，这在降低对于中央视频服务器的处理能力和出口带宽要求、减少单点故障、提高系统的可用性和可扩展性等方面都有明显的效果。目前主要应用于网络视频领域，常见的有两种：基于网络游览器的视频直播、点播，如迅雷、电驴、优酷、土豆等视频资源提供网站和基于即时聊天软件的视频会话。在传统的网络视频直播和点播中，用户直接登录网站服务器，运用HTTP协议得到视频节目。这种中央集中方式对网站容量和带宽要求高，容易形成瓶颈效应。而大多数即时聊天软件采用的是P2P方式，用户间不须经过中央服务器直接对话，有效地避免了瓶颈效应。因此，目前绝大多数网站都采用了P2P方式来经营视频直播和点播。即时聊天软件的P2P方式有些是基于自己的专有技术（如Skype）；有些是基于标准协议（如MSN基于SIP）。它们的共同之处是用户间的会话可以不经过中央服务器，而是在用户自己的终端之间直接进行。P2P网络视频直播、点播技术上要复杂一些。视频节目被分成很多的小节。每小节都有自己的标识码。一般来说，网站在各服务区域设置一系列的服务器。直播接收端就近登录服务器以得到视频节目。而P2P网络视频点播除用户就近登录服务器以外，接收端软件不断在网络中其他用户中搜寻下面的节目小节并暂存在硬盘里以备随后播放。视频直播时因为节目的Copyright@2011LorentNetworks第6页Allrightsreserved.P2P优播网络优化解决方案同时性用户之间不存在接触，所以视频直播并不是真正意义上的P2P而无法利用P2P的优势。这些基于P2P技术的网络视频服务可以基本上解决容量和带宽的瓶颈效应，提高服务质量。但是P2P技术仍存在的一系列的问题，主要包括：（1）不同的P2P软件之间由于采用私有协议而互不兼容；（2）难以保障语音和视频负载的安全性；（3）难以管理和监控；（4）终端用户普遍存在资源消耗和数据安全问题。通过P2P，网络的下载速度、视频的观看效果有了极大的提高与改善。然而，P2P应用