GB/T 26858-2011 基于联邦模型的P2P网络管理方法

　　ICS 35. 100. 70 L 79

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 26858—2011

　　基于联邦模型的 P2P 网络管理方法

　　Federation based solution forPeer-to-Peernetwork management

　　2011-07-29发布 2011-11-01实施

　　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T 26858—2011

　　前 言

　　本标准按照 GB/T 1. 1—2009给出的规则起草 。

　　本标准由全国信息技术标准化技术委员会(SAC/TC28)归 口 。

　　本标准起草单位 :清华大学信息网络工程研究中心 、中国电子技术标准化研究所 、上海聚力传媒技术有限公司 、星网锐捷网络有限公司 、北京声迅电子有限公司 、赛尔网络有限公司 、中国移动通信研究院 、中国电信股份有限公司北京研究院 、北京汉铭信通科技有限公司 、中兴通讯股份有限公司 、中国科学院声学研究所 。

　　本标准主要起草人 :王继龙 、倪春胜 、徐冬梅 、张晖 、韩丽 、聂蓉 、江存 、周开宇 、李兆伟 、刘福能 、徐恪 、杨家海 、徐全平 、郭楠 、卓兰 、杨宏 、董庭 。

　　Ⅰ

　　GB/T 26858—2011

　　引 言

　　本文件的发布机构提请注意 ,声明符合本文件时 ,可能涉及《基于联邦模型的 P2P 网络管理方法》相关专利的使用 。

　　本文件的发布机构对该专利的真实性 、有效性和范围无任何立场 。

　　该专利持有人已向本文件的发布机构保证 ,他愿意同任何申请人在合理且无歧视的条款和条件下 ,就专利授权许可进行谈判 。该专利持有人的声明已在本文件的发布机构备案 。相关信息可以通过以下联系方式获得 :

　　专利持有人姓名 :清华大学 、王继龙 、张静 、吴建平 、李星 。

　　联系地址:清华大学信息网络工程研究中心 。

　　邮编 :100084

　　电话 :010-62784016

　　网址:www. nrc. tsinghua. edu. cn

　　请注意除上述专利外 ,本文件的某些内容仍可能涉及专利 。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任 。

　　Ⅱ

　　GB/T 26858—2011

　　基于联邦模型的 P2P网络管理方法

　　1 范围

　　本标准规定了 P2P 网络管理的定义和范畴 ,将 P2P 网络管理划分为内部管理 、外部管理和协同管理 ,分别定义了三种管理方式的功能和参考模型 ,并提出了管理信息结构的技术要求和标准实施要求 。

　　本标准适用于 P2P 网络管理协议设计 、P2P应用系统和 P2P 网络管理系统的开发 。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件对于本文件的应用是必不可少的 。凡是注 日期的引用文件 ,仅注 日期的版本适用于本文件 。凡是不注日期的引用文件 ,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 。

　　RFC 793 传输控制协议

　　RFC 768 用户数据报协议

　　RFC 1034 域名系统-概念和应用

　　RFC 1157 简单网络管理协议(SNMP)

　　RFC 1212 简单 MIB定义

　　RFC 1155 管理信息结构和定义

　　RFC 2571 SNMP管理框架描述

　　RFC 2578 管理信息框架(版本 2)

　　3 缩略语

　　P2P 对等联网(Peer-to-Peer)

　　ISP 互联网服务提供商(InternetService Provider)

　　PSP P2P服务提供商(P2P Service Provider)

　　SMI 管理信息结构(Structure of ManagementInformation)

　　OID 对象标识符(ObjectIdentifier)

　　4 P2P 网络管理定义和范畴

　　4. 1 P2P 网络管理定义

　　P2P 网络管理是指由所有 P2P对等节点构成的 overlay 网络的管理 , 能够实现对被管网络的监视和控制 。根据管理方式的不同 ,P2P 网络管理分为内部管理 、外部管理和协同管理 3种形式 。

　　内部管理 :指由 PSP主动发起实施的管理 , 即在 P2P应用设计和实现中应考虑到管理的需求 ,定义和实现管理信息库 。

　　外部管理 :指由 PSP 以外的 管 理 者 对 P2P 网 络 实 施 的 管 理 , 即 将 P2P 应 用 作 为 一 个 整 体 被 管 对象 ,在没有 PSP 的参与和协助的情况下实施监管 。

　　协同管理 :指由 PSP 和 ISP 协 作 进 行 管 理 。 双 方 通 过 信 息 共 享 和 互 动 , 实 现 高 效 率 和 高 精 度 的P2P 网络管理 。

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　　三者之间的关系如图 1所示 。

　　图 1 内部管理、外部管理和协同管理关系图

　　4. 2 P2P 网络管理被管对象定义

　　P2P 网络管理的被管理对象包括构成 P2P 网络的对等节点 、P2P应用服务器 、相关的网络设备和线路 , 以及 P2P 网络中的流量和内容 。

　　5 内部管理

　　5. 1 功能

　　P2P 网络内部管理根据工作模式分为主动管理和被动管理 。

　　a) 主动管理指 PSP从管理的需要出发 ,对某种 P2P应用程序的网络进行管理 ,功能包括 :

　　1) 信息查询 :查询指定 P2P节点的相关信息 。

　　2) 拓扑生成 :生成指定范围的 P2P 网络拓扑连接关系图 。

　　3) 节点设置 :根据管理需要对 P2P节点的设置进行更改 。

　　4) 信息广播 :紧急情况时 ,对所有 P2P节点进行广播 。

　　b) 被动管理是指 PSP被动接收 P2P节点上报的管理信息 ,是主动管理的补充 ,包括 :

　　1) 信息上报 :P2P节点向 PSP上报信息 ,预先设置事件触发阈值 ,节点不定期的向 PSP发送SNMP Trap信息 。

　　2) 日志汇总 :PSP逐级汇总接收到的信息 ,形成整个 P2P 网络的运行日志 。

　　5. 2 参考模型

　　5. 2. 1 概述

　　根据 P2P 网络规模 ,P2P 内部管理采用集中式和分布式两种参考模型 。集中式模型适用于 P2P 网络规模较小 ,节点数应小于百万 ,相当于园区网络的规模 。分布式模型适用于 P2P 网络规模较大 、超过园区级规模的网络 。

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　　5. 2. 2 分布式管理模型

　　分布式内部管理模型基于扩展的 SNMP 的代理管理站模型 。如图 2,每种 P2P应用的客户端运行P2P 的 SNMP代理 ,P2P应用的服务器端运行 P2P 的 SNMP管理程序 , 双方通过 SNMP协议进行通讯 。每种 P2P应用部署多个分布式的 SNMP管理者 ,P2P SNMP管理者采用分层结构 。 管理者之间的组织方式可采用两种 :一种是树状的分层结构 ,一种是基于 P2P协议的松散式结构 。 SNMP代理通过 DNS选择最近的管理者 ,进行 SNMP通讯 。P2P管理中心负责汇总 SNMP管理者的信息 ,获得 P2P网络的管理信息 。

　　树状分层结构中 ,P2P SNMP管理者应由 PSP部署 ;松散式结构中 P2P SNMP管理者从 P2P 网络中的超级节点中选举产生 ,应具有公网 IP地址 、连续在线时间 2 h 以上 ,并且还应具有内存大 、处理能力强以及带 宽 充 裕 的 特 点 。 各 P2P SNMP 管 理 者 之 间 应 进 行 负 载 均 衡 与 自 我 调 整 。 当 某 个 P2P SNMP管理者退出 P2P 网络时 ,应自动选举出新的管理节点,取代失效的管理节点 。

　　P2P 网络管理应具有较高的安全性 ,P2P管理中心 、P2P SNMP管理者和 P2P SNMP代理之间应进行认证 ,SNMP协议应采用安全性最高的版本 3。

　　图 2 P2P分布式内部管理系统模型

　　5. 2. 3 集中式管理模型

　　集中式内部管理模型基于标准的 SNMP管理模型 ,如图 3所示 。P2P SNMP管理者和 P2P SNMP代理之间应进行认证 ,SNMP协议应采用安全性最高的版本 3。

　　图 3 P2P集中式内部管理系统模型

　　6 外部管理

　　6. 1 功能

　　外部管理是将整个 P2P 网络作为一个整体进行管理 ,管理者在没有 PSP 的参与和协助的情况下对

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　　P2P 网络进行管理 。功能包括流量管理 、安全管理 、计费管理和内容管理 。

　　a) 流量管理 :实时监测 P2P 网络的流量状况 ,能够监测和识别不同类型的 P2P流量 ,对各类 P2P应用系统的表现作出评价 ,包括 P2P 流量识别 、流量缓存和流量优化 。 通过主动测量和被动测量技术进行流量识别 ,依据流量管理策略进行流量优化 。

　　b) 安全管理 :安全管理包括访问控制和内容过滤 。访问控制是对加入 P2P 网络的节点进行身份认证 ,满足要求的节点才可以访问 P2P 网络的资源 ,并且可以动态隔离不良用户 ; 内容过滤能够实时监测 P2P 网络内通信内容的合法性 ,对病毒 、木马等不良信息能够进行屏蔽和过滤 , 能够有效保护用户的隐私信息 。

　　c) 计费管理 :能够基于用户或 P2P应用进行 P2P流量的统计 ,实现基于 P2P流量的计费方式 ;能够实时监测各类 P2P服务的运行状况 ,实时监测本地用户行为 。

　　d) 内 容 管 理 : 指 从 数 字 版 权 和 健 康 内 容 角 度 考 虑 , 对 P2P 网 络 中 共 享 的 数 据 进 行 监 管 。 实 现P2P 网络的数字内容加密 ,能够阻止非法内容注册 ,实现用户环境检测 、用户行为监控 。

　　6. 2 参考模型

　　6. 2. 1 主动测量

　　主动测量是使用网络爬虫主动加入 P2P 网络 ,获取相关的网络特性和 P2P节点的属性 。爬虫像普通节点一样加入 P2P系统 ,然后尽可能多地收集相关信息 。这些信息包括 P2P节点的 IP地址 、端口号以及所有可以通过 P2P协议获取的数据信息 。

　　主动测量用于测量 P2P 网络的拓扑 、延迟 、内容可用性 、上传/下载比等微观行为特征 。

　　6. 2. 2 被动测量

　　被动测量是在网络的不同位置部署一定数量的测量点,使用特定的软 、硬件设备被动监测相关的P2P流量信息 。为了保证测量数据的代表性 ,测量点应位于骨干网络的核心路由器或 ISP 网络的边缘出 口 。被动测量用于测量 P2P 网络的流量大小 、对等节点数量 、连接持续时间等宏观流量特性 。

　　被动测量包括基于应用端 口 、基于 P2P 内容特征和基于传输层行为特征的测量方法 。

　　a) 基于应用端 口 :通过捕获特定端口的流量 ,来判断 P2P应用并进行测量和分析 。

　　b) 基于 P2P 内容特征 :利用报文负荷的内容是否包含特定 P2P应用的特征字符串来判定 P2P流量 。

　　c) 基于传输层行为特征 :通过分析源 IP、目的 IP 以及 IP、端口号等信息 ,来判断 P2P 网络流量 。

　　7 协同管理

　　7. 1 功能

　　协同管理功能包括信息共享 、流量优化和最优节点选择 。

　　a) 信息共享 :PSP和 ISP根据双方约定的管理策略 ,共享管理信息 ,PSP对 ISP发布 P2P节点信息 ,ISP对 PSP发布网络信息 。

　　b) 流量优化 :PSP 和 ISP协同进行流量控制 ,对 P2P流量进行疏导 ,对热点内容进行缓存 ,在不影响用户体验的前提下 ,实现流量本地化 ,减少网间流量 。

　　c) 最优节点选择 :通过协调网络拓扑数据 ,选择最优的 P2P节点,提高网络路由效率 。

　　7. 2 参考模型

　　协同管理由现有 P2P 网络中增加 P2P联邦服务中心组成 , 由 ISP或第三方机构运行 ,其结构图如

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　　图 4所示 。

　　P1 ……Pn 代表各种不同的 P2P服务提供商 。

　　ISP1 ……ISPm 代表网络服务提供商 ISP。

　　图 4 基于联邦模型的 P2P 网络管理

　　协同管理参考模型概括为以下五条 :

　　a) 在不改变现有 P2P应用运作模式的基础上 ,建立 P2P管理服务联邦 ,该联邦包括 P2P服务提供商 PSP、网络服务提供商 ISP 和一个 P2P 联邦服务中心 。 三方基于证书实现 可 用 信 息 交换 ,P2P联邦服务中心从 PSP获取 P2P 网络的应用和用户信息 ,提供给 ISP;同时从 ISP处得到 IP 网络信息 ,提供给 PSP。

　　b) P2P 网络中的多个联邦服务中心之间可以进行信息交互和同步 , 多个联邦服务中心构成联邦网络 ,提供容错机制 。

　　c) P2P联邦服务中心的运行有两种方式 :一种是由第三方运行 ,另一种是附加到 ISP 的网管系统中 。前者适用于 P2P联邦服务中心提供查询索引服务的情况 ;后者适用于 P2P联邦服务中心介入网络控制的情况 。

　　d) 在某个 P2P联邦服务中心出现故障时 ,应由其他联邦中心接管服务 ,否则恢复到无联邦管理的情况 。

　　e) 在实现过程中应做到尽可能少地改变现有的 P2P 网络运作模式 ,尽可能多地适应不同的 P2P应用类型和 P2P客户端 。

　　8 管理信息结构

　　P2P 网络管理的管理信息结构设计应遵循 SMISNMP v1/v2/v3关于管理信息库 MIB 的基本定义 ,根据 P2P 网络管理的特点增加拥塞控制 、准入控制和内容管理相关的数据类型和变量 。

　　P2P 网络管理相关的 OID应定义在下面两个分支内 :

　　{1. 2. 156. 20001} p2p

　　{2. 16. 156. 20001} p2p

　　9 标准实施要求

　　9. 1 联邦服务中心的管理机构

　　由国家有关部门成立 P2P 网络管理中心 ,负责联邦服务中心的管理工作 。

　　9. 2 P2P 网络管理中心的职责

　　P2P 网络管理中心的职责如下 :

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　　a) 负责 P2P注册的管理工作 ;

　　b) 负责 ISP 的网络注册的管理工作 ;

　　c) 保证 P2P和 ISP 网络注册的唯一性 ;

　　d) 负责对 P2P联邦服务中心的实现和管理 ;

　　e) 有权依法撤销已注册的 P2P和 ISP 网络信息 ;

　　f) 负责制定本标准的实施细则 。

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