[发明专利]识别TCP流中的数据包的载荷的方法和设备

说明书

技术领域

本发明一般地涉及网络数据传输，更特别地涉及一种识别TCP流(TCP stream)中的数据包的载荷的方法和设备。

背景技术

近年来，P2P(Peer-to-Peer，对等网络)流量迅猛增加。技术公司CacheLogic 2006年的研究报告显示，多达70％的ISP(Internet ServiceProvider，因特网服务提供商)流量都是P2P流量。

简单地说，P2P就是一种用于不同计算机用户之间，不经过中继设备直接交换数据或服务的技术，它允许因特网用户直接使用对方的文件。每个人可以直接连接到其他用户的计算机，并进行文件的交换，而不需要连接到服务器上再进行浏览与下载。在P2P工作方式中，每一个客户终端既是客户端又是服务器，这使得网络模型趋向于“扁平化”。

P2P计算机网络使用网络中参与方之间的各种各样的连接，并且利用网络中参与方的累积带宽而不是传统的集中式资源。在传统的集中式资源的情况下，相对较少的服务器提供了服务或应用的核心内容。P2P网络通常用于经由自组(ad hoc)连接来连接多个节点。对于很多应用来说，P2P网络都是非常有用的。这类应用的常见例子包括使用P2P技术来共享包含音频、视频、数据或任意数字格式的内容的文件，以及使用P2P技术来传送诸如电话流量之类的实时数据，等等。此外，P2P在深度搜索、分布计算、协同工作等方面也大有用途。

在P2P用户享受到便捷服务的同时，ISP却在为P2P所带来的各种问题而头痛不已。对于ISP来说，P2P技术存在的主要问题如下。

第一，随着P2P技术的大量应用，对运营商的网络带宽形成了很大的压力。例如，高昂的骨干网转接代价(transit toll)、高峰时段期间大量P2P流量负载造成的网络拥塞，等等。此外，当前大多数P2P工具为了保证传输质量，往往会创建大量的连接，而这些连接并未传输数据，白白地消耗着宝贵的网络资源。并且，由于P2P流量对如NGN(NextGeneration Network，下一代网络)、3G(3rd Generation，第三代移动通信)等承载网的电信级业务造成极大冲击，导致网络服务质量下降、电信级业务得不到保证，等等。

第二，大量的P2P应用充斥网络，也对网络安全带来了一定的风险，例如恶意软件利用P2P应用进行传播，敏感信息的泄漏，等等。

第三，P2P的广泛使用很可能引起潜在的法律问题，例如知识产权方面的纠纷。

以上种种弊端，都迫使运营商必须对P2P业务进行管理和控制。

最常见的管理和控制技术，即“限流+限连接数”技术，表现为对带宽和连接数量两方面的限制，带宽限制的结果表现为用户的P2P下载速度下降，而连接数量限制的结果则表现为P2P连接用户数目下降，两者都能达到限制P2P流量的目的。

但是，单纯地封堵P2P并不能完全解决问题，更合理有效的做法是引导P2P业务的合理应用。P2P缓存(P2P Cache)技术正是为了解决这一问题而诞生的。

Thomas Mennecke于2006年5月13日发表的“Largest Thai ISP CachesP2P Traffic”(泰国最大的ISP对P2P流量进行缓存)一文(参见网页http://www.slyck.com/story1185_largest_thai_isp_caches_p2p_traffic)中提供了对P2P缓存的详细描述，在此通过引用的方式包含其内容。

P2P缓存使得ISP能够通过有效地管理与P2P使用相关联的高峰和低谷来更好地在其网络上承载P2P业务。P2P缓存释放了网络带宽，使得ISP不需要购买更多带宽以满足日益增长的需要，并使得ISP不需要通过字节封顶(byte cap)、策略或流量整形来限制P2P使用。因此，P2P缓存为所有用户提供了一种改进的体验。其中，P2P用户通过使用P2P缓存改进了文件共享，而非P2P用户则由于不再受到由P2P流量引起的拥塞而体验到更好的网络性能。

据估计，经由P2P请求的五分之四的文件都能够由P2P缓存提供服务。由于P2P请求的数量远远高于HTTP/Web请求的数量，因此对P2P缓存的利用率也会远远高于HTTP/Web缓存，使得建立P2P缓存相对于HTTP/Web缓存来说能够获得更高的收益。

P2P缓存涉及使用专门的通信硬件、磁盘存储器和相关联的软件为P2P数据创建缓存或临时存储空间。将所创建的缓存放置在ISP网络中，使其与因特网转接链路协同定位或者被置于关键汇聚点处或每个电缆头端处。