基于Linux内核的P2P流媒体流量的识别与控制

摘要

P2P流媒体技术的出现相对于传统的客户端/服务器模式流媒体播放技术无疑是一个巨大的进步。P2P的体系结构弱化了服务器在网络服务中的重要程度，使用户与用户之间可以对等地直接进行沟通，从而节省了宝贵的服务器资源。在当前网络环境中，以UUSEE和PPLive等为代表的P2P流媒体播放软件占用了网络接入的大量带宽，降低了网络性能，劣化了网络服务质量，影响了其他用户对网络的访问。同时，这类软件总是能最大限度地将带宽利用起来，带宽的扩容永远只能是杯水车薪，其它用户对网络的正常使用仍然无法保证。因此实现对P2P流媒体流量的识别与控制越来越成为企业、学校急需解决的问题。
　　 本文首先对P2P网络的特点、P2P流媒体流量识别的现状以及P2P流媒体发展可能带来的危害进行了研究。分析了目前P2P流量识别方法的基本原理，各方法在P2P流量识别过程中的特点和存在的问题，以及其发展现状，发展趋势。对UUSEE播放网络系统进行研究，对其客户端软件在视频播放时的数据包进行抓取，分析得到了P2P流媒体播放软件UUSEE流量特征以及数据包载荷部分的特征值。对QuickSearch算法进行了研究，并依据文中所匹配模式串对其进行改进。提出了一种新的获取P2P流媒体数据包特征值的方法。研究了Linux2.6.22新的内核防火墙Netfilter系统框架及其扩展性，编写Linux内核防火墙扩展模块Myipp2p，实现了对P2P流媒体流量的识别与控制。本论文所实现的扩展模块经过小型局域网环境下的测试，可以在不影响其他业务的情况下有效的识别封锁UUSEEP2P流媒体数据流，阻止用户收看所有的节目，取得了良好的实际效果。

目录

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图表目录

第一章 引言

1.1．研究背景

1.1.1．P2P简介

1.1.2．P2P技术特点

1.1.3．P2P应用技术分类

1.1.4．P2P发展及存在的问题

1.2．P2P流媒体应用

1.3．本文研究内容

1.4．本文的组织结构

第二章 国内外研究现状

2.1．P2P模型

2.2．P2P流媒体网络系统

2.3．P2P流量控制研究现状

2.3.1．深度包检测

2.3.2．深度流检测

2.3.3．两种P2P流量识别方式比较

2.4．相关产品

2.5．小结

第三章 UUSEE协议分析

3.1．UUSEE简介

3.2．UUSEE协议分析

3.2.1．UUSEE网络特征

3.2.2．UUSEE播放列表的获取

3.2.3．UUSEE数据包的分析

3.2.4．UUSEE的流量分析

3.2.5．UUSEE数据包长度的分析

3.3．UUSEE协议特征

3.4．UUSEE数据包载荷特征值的提取和验证

3.4.1．QS算法

3.4.2．对UUSEE数据包特征值的验证

3.4.3．验证结果

3.5．P2P流媒体数据包特征值提取方法

第四章 UUSEE控制模块Myipp2p的具体实现

4.1．Netfilter基础

4.1.1．Netfilter框架

4.1.2．包选择工具Iptables

4.1.3. Netfilter 扩展性研究

4.2．Myipp2p模块具体实现

4.2.1．Myipp2p内核部分扩展

4.2.2．用户空间扩展

第五章 性能测试与评估

5.1．局域网测试环境

5.2．局域网测试

5.2.1．性能测试

5.2.2．误判率测试

5.3．本章小结

第六章 总结与展望

6.1．总结

6.2．展望

参考文献

致谢