[发明专利]基于P4P的物联网系统

说明书

本发明公开了基于P4P的物联网系统，由根服务器群组、接入服务器群组、广播服务器群组、业务服务器群组与网元管理子系统组成；网元管理子系统分别与接入服务器群组、广播服务器群组连接，根服务器群组还分别与接入服务器群组、广播服务器群组、业务服务器群组连接；以P4P传输技术为基础，实现点到点、点到多点的音频视频传输。本发明对互联网协议TCP/IP进行封装，针对物联网应用业务提供一组统一的透明通信接口，使得业务逻辑开发者不必关注底层网络连通性，传输的可靠性以及传输效率等细节，快速开发部署具体的业务。

技术领域

本发明涉及计算机通信网络技术领域，具体是基于P4P的物联网系统。

背景技术

当前，P2P(Peer to Peer)已经深入人心了，电影下载、在线视频、文件下载、IM等均采用了这项技术。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应用的普及给电信运营商的网络带宽造成非常大的压力，常常是运营商扩多少，P2P应用就占用多少，而且P2P还占用http等端口的带宽，导致网页浏览等正常的互联网业务受到影响。在这种情况下，P4P技术应运而生，它给了运营商和用户一个新的选择，有望在提高用户满意度的同时减少运营商的宽带压力，因而被认为是一个非常有前景的技术。

传统的P2P方式下数据节点和传输是随机的，也就是说这种传输方式可能占据任意一个网络节点或者出口的带宽。而P4P则是智能选取数据交换对象，更多的通过智能运算选择同一路由器或者地域性网络来进行数据交换，最大程度上解决大型节点和网络出口负载，同样通过智能选择数据交换对象也能大大提高数据传输能力。

P4P首次提出依靠ISP和P2P应用的合作，由最了解网络状态的ISP提供底层网络信息，供上层应用有效选择“临近”节点、拥塞程度低和开销小的链路传输内容。与P2P随机挑选Peer(对等机)不同，P4P协议可以协调网络拓扑数据，能够有效选择节点，从而提高网络路由效率。仍以上述例子来说，北京的用户就可以优先和北京同城的用户来实现文件片段的交换，再扩展至较远的地区，有十分的必要时，才会出国进行文件片段交换。当然，P4P的运行机制，要远远超过“同城交换”的概念，它还会根据用户的上行、下载带宽进行综合判断，以进行最有效选择，最大化整体交换的效率。

其实，将节点数据内容交换限制在某一个区域附近的思想其实由来已久，并不是P4P所独有的技术。在P4P之前，就有很多应用采用P2P自身的机制来限制流量跨域过多，将数据交换最大本地化，称之为交换数据的locality特性。但是纯粹依靠P2P应用本身限制内容交换在本地的方式存在一定问题。

比如，纯基于locality的节点选择方式的会给骨干网带来拥塞。比如北京到天津的链路link是最为流量集中的热点，基于位置信息在选择节点过程中，不考虑实际流量的拥塞限制，仍选择该段链路作为最邻近的通路，从而造成链接负荷过重。另外，基于locality的方式没有考虑不同运营商之间的差异所带来的开销。比如仅依靠时延或者跳数方式选择结点，即使交换数据的节点在同一个city中，但分属不同ISP(比如教育网、电信网运营商等)，可以达到时延较小的目的，但会导致ISP域间传输，造成不必要的费用开销。在ISP域间传递不可避免的情况下，纯基于locality的应用选择节点也可能会不经选择的通过开销较高的ISP的链路，同样造成不必要的费用开销。

另外，P2P应用还可以采用自身的探测技术和机制调整选择流量走向，这种方式也存在一定弱点：P2P应用自身需要采用逆向流量工程推测(probe)底层网络状态，比如发出探测消息以推测目前拓扑信息、拥塞程度、链接开销等，它依赖网络测量技术，而目前的测量技术本身就耗费网络带宽资源，且不能完全反映网络真实状态。一些新技术比如MPLS交换对于probe探测消息不做回应，使得纯网络测量某些场合难以应用。而ISP运营商的策略信息(哪些link昂贵不适合用P2P应用，那些ISP之间的link开销便宜等)逆向工程无法推测。

总而言之，单靠P2P应用来解决流量问题是不现实也不可靠的，P4P技术的诞生为流量大带来的超负荷问题提供了目前为止的最佳解决途径。