P2P文件共享系统流量控制的研究

摘要

近些年，对等模式(Peer-to-Peer mode，简称P2P)技术的广泛应用造成骨干网中P2P流量逐年递增，占用了超过半数的互联网带宽，基本上统治了整个互联网。由于互联网资源是有限的，P2P流量的持续增长必定会对其他网络业务造成影响，具体表现是在某些带宽较小的中间节点处产生网络拥塞、数据包丢失和延迟等。面对P2P应用对网络性能的影响，互联网服务提供商(Internet Server Provider，简称ISP)尝试采用升级网络设备的方法来解决这些问题，但是由于P2P技术中，流量的产生与每个用户都有关，随着互联网用户数量的增长，升级设备的带宽很快又会达到饱和，同时升级所产生的费用无法从P2P应用中得到补偿。因此ISP对P2P文件共享系统中的一些应用进行封杀和限制，但是会影响ISP的声誉，导致客户数量的减少。
　　 为了使ISP和用户达到双赢，当前研究最多的两个方向是对P2P协议中peer的选择策略的改进和对缓存方法的研究。缓存的方法可以直接减少点对点之间的P2P流量，但是会消耗大量的磁盘空间，同时还存在版权等问题；使用改进协议的方法理论上可以宏观的把握P2P技术的发展、将弊端减少到最小，但是，在时间上却有滞后性，即无法满足当前迫切的流量控制需求，并且由于改进协议需要对所有软件进行升级，其可行性仍有待于验证。
　　 结合缓存和peer选择的思想，本文在前人的基础上，提出了列表缓存的方法。该方法主要针对P2P网络中应用最广、产生流量最多的BiTorrent类协议应用，当peer请求列表时，请求信息会被路由到缓存系统，缓存系统优先返回和请求peer处于同一ISP或者AS域内的peer，同时限制其他ISP或AS域中peer的个数，将大部分P2P流量限制在某个ISP或者AS域内部，达到减少骨干网中P2P流量、实现流量本地化的目的。该方法不需要修改原有的BitTorrent协议以及客户端、服务器软件、并且成本较低。通过对peer选择方法的模拟和校园网实验实测的证明，列表缓存方法可以有效降低跨网段的P2P流量，同时客户端也可以正常完成下载。