用于保证分布式网络中的服务质量的方法和网络元件的制作方法

专利名称：用于保证分布式网络中的服务质量的方法和网络元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分用于保证分布式网络
中的服务质量的方法，以及一种按照权利要求6的前序部分的网络元 件。
背景技术：
在现有技术中分布式网络是公知的，其中相连接的网络元件的绝 大部分可以向其它网络元件提供功能和服务，同时使用由其它网络元 件提供的功能和服务，而不必为此设置中央控制实例。换句话说所考 察的网络元件相对于另 一个网络元件来说根据不同情况扮演服务器或 客户机的角色。与分布式网络连接的网络元件在通常的客户机-服务 器配对的划分中通常也称为"对等体"。因此这些分布式网络也称为 对等网络或简称为P2P网络。
分布式网络的概念划分通常没有一般性地排除中央实例的存在。 也用分布式网络或P2P网络来称呼将特定任务转移到中央实例或服务 器上的网络的混合形式，只要在这些网络中不存在用于引导两个网络 元件之间任意通信关系的服务器。
在分布式网络中不是由中央实例而是在各个网络元件之间设置服 务。网络元件例如执行接入检查，并将所使用的服务的计费通知中央 服务器。
在所述类型的网络中，资源分布式地存储在这样的网络元件上， 即其索引值、即例如由IP (互联网协议)地址和该网络元件的端口号 形成的"哈希值"与资源(例如搜索概念的哈希值等)的索引值最大 程度地一致。
在目前的网络中，服务质量(在本领域也称为Quality of Service, QoS )的保证还没有完全得到解决。
公知基于用优先权级别进行标记的方法，其导致优先对这种经过 标记的数据进行传递和处理。但这种方法具有明显的缺点，即该设置
通常由进行通信的用户负责，该用户由于自己使用而倾向于将其数据 传输的优先权估计得高于大多数其它用户的优先权。此外在网络界限 之间大多只允许事先保留的数据容量，以有计划地以及面向最佳通信 量地实现网络负荷。
在分布式网络中，网络结构取决于参与的网络节点。通过新加入 和离开的节点，网络结构一直改变到某种程度。因此，保证分布式网 络中的服务质量比在基于服务器-客户机原理的网络中要难得多，而 且在现有技术中目前还没有办法解决。

发明内容
因此本发明要解决的技术问题是，提供用于保证分布式网络中服 务质量的手段。
在一种具有权利要求1特征的通信系统中，该技术问题就其方法 方面来说通过具有权利要求1特征的方法解决，就其装置方面来说通
过具有权利要求13特征的网络元件解决。此外该技术问题通过一种具 有权利要求14特征的计算机程序产品解决。
对于一种用于保证分布式网络中的服务质量的方法来说，在该网 络中至少一个第一网络元件至少临时地为至少一个第二网络元件提供 服务，按照本发明在第一网络元件的验证装置中存储与服务质量相关 的参数。
本发明方法的一个重要优点在于，与服务质量相关的参数通过从 各个网络元件对应到验证装置而不会受到操作相应网络元件的用户的 操纵。为了假装更高的服务质量并因此通过增大的数据通信量或者提 高的计费来不合理地达到更高特权的利益，这种操纵在这里建议的解 决方案的时间排位之前曾是一种经常会遇到的手段。
由于本发明所建议的网络元件是一种以常见方式并且分层工作的 网络元件，因此为了转换本发明的方法优选不需要更改该网络的体系 结构，而且不需要过分干预该网络元件的软件。
本发明的优选扩展在从属权利要求中给出。


下面借助附图详细解释本发明的具有其它优点和结构的实施例。
图1示出用于示意性表示分布式网络的结构图。
具体实施例方式
分布式网络P2P包括第二网络元件MUC，其希望使用至少一个第一 网络元件PAR、 B0S、 PEK的服务。可选的，所述每个网络元件MUC; PAR、 B0S、 PEK都持有一个未示出的证书。
与一个或多个笫一网络元件PAR、 B0S、 PEK的连接例如通过中间 节点A、 B进行，这些中间节点例如实施为网络元件或对等体A、 B，或 者还完全或部分地接管第3层网络元件A、 B或路由器A、 B的功能。 第二网络元件MUC位于慕尼黑。
由第一网络元件PAR、 B0S、 PEK构成的组包括位于巴黎的网络元 件PAR，位于波士顿的网络元件BOS以及位于北京的网络元件PEK。第 二网络元件MUC以及第一网络元件PAR、 B0S、 PEK的附图标记因此表 示缩写的实际地理位置，网络元件MUC; PAR、 B0S、 PEK就在这些地理 位置处物理地投入使用。
在第一网络元件PAR、 B0S、 PEK组的各附图标记下方，在方括号 中标出的附图标记表示由相应的网络元件PAR、 B0S、 PEK "预先给定" 的相应地理位置[PAR], [BOS] ; [BER]，[MAN]。预先给定的地理位置 [PAR], [BOS]; [BER]， [MAN]在此应当理解为由相应的第 一 网络元件 PAR、 B0S、 PEK预先给定的地点作为其相对于搜索服务的网络元件MUC 的地理位置。预先给定的地理位置[PAR]; [BOS]在网络元件PAR; BOS 位于巴黎和波士顿的情况下与其实际地点PAR; B0S—致。但是实际上 位于北京的网络元件PEK在下面的情况中相对于搜索服务的网络元件 MUC预先给出错误的地点，即在第一种情况中作为位于柏林的网络元件 [BER]，在第二种情况中作为位于曼哈顿的网络元件[MAN]。
在预先给定的地理位置[PAR]， [BOS]; [BER]， [MAN]下方，另一个 附图标记2M, 1M; 128k表示由相应的网络元件PAR、 B0S、 PEK预先给 定的、可为数据传输达到的最大带宽2M，1M; 128k，按照这种顺序即 是2Mbit/s、 1Mbit/s以及128kBit/s。上述只是"预先给定"的值和 实际值之间的差异也适用于该服务质量特征。
在该实施例中，预先给定的地理位置[PAR]， [BOS]; [BER]，[MAN] 和预先给定的、可为数据传输达到的最大带宽2M, 1M; 128k代表对与
服务质量相关的参数的选择，这些参数将会被告知搜索服务的网络元
件MUC，并且借助这些参数来选择唯一的一个或者一组提供服务的网络 元件PAI^ BOS; PEK。
当然，根据网络P2P的分布式特性，搜索服务的网络元件MUC与 引入服务的网络元件PAR、 B0S、 PEK之间的对应不是预先确定的，而 是按照通常的方式通过找到对将要引入的各个服务有利的对等体来进 行。
在该实施例中基于以下一点对于将要引入的服务可以考虑所示 出的第一网络元件组PAR、 B0S、 PEK，然后借助与服务质量相关的参 数从该组中同时或先后选择单个引入服务的网络元件PAR、 B0S、 PEK。
对本发明的装置存在以下想法采用用于验证引入服务的网络元 件PAR、 B0S、 PEK的信息，以由此保证还利用最快或最短的连接来使 用该服务。多个网络元件PAR、 B0S、 PEK可以提供特定的服务，例如 提供文件或语音服务，尤其是通过网关服务提供的、从在搜索网络的 网络元件MUC上的主叫用户经过面向分组的分布式网络P2P到未示出 的面向时隙的通信网络的实时通信连接。
在第一种情况中，搜索服务的网络元件MUC的用户迫切希望在有 限的时间段内下载文件.因此，针对待搜索的提供服务的网络元件的 选择标准包括，与分布式网络P2P非常带宽地连接并由此可以向搜索 服务的网络元件提供高数据速率的网络元件。另 一个标准在很多情况 下是针对所请求的服务所要缴纳的费用，但是该费用在所提出的第一 种情况中由于迫切地要得到高数据速率而变成次要的。
在搜索所期望^文件时，第一网络元件MUC例如找到5到10个保 存了该期望文件的对等体。
在目前的分布式网络P2P中，文件的引用或下载大多还在不缴纳 费用的情况下进行，因为缴纳少量费用一例如每个文件5美分一所需 要的装置还没有建立起来。
所找到的5个到IO个对等体的每个运营商都追求所期望的文件由 其对等体获得，并因此预先给定特别好的条件，以使第一网络元件MUC 的运营商朝着手动或自动选择自己的对等体的方向发展。
该预先给定或与服务质量相关的参数一在这种情况下是最大数据 速率一的假定，对在搜索服务的网络元件MUC上的用户造成损害。 通过本发明的验证装置如证书的使用，实现了与服务质量相关的
参数的不可改变性和透明性。搜索服务的网络元件MUC包含可靠的信 息，提供服务的网络元件PAR、 B0S、 PEK位于什么国家和哪个城市， 与该提供服务的网络元件PAR、 B0S、 PEK的网络连接具有什么样的可 用性和带宽等等。
通过由提供服务的网络元件PAR、 BOS、 PEK获得的验证装置，保 证所包含的参数是经过验证的。在搜索服务的网络元件MUC上的用户 现在可以判断，提供服务的网络元件PAR、 B0S、 PEK中哪一个最有利 地满足其对服务质量或获得期望文件所需要的费用的要求。
由于在搜索服务的网络元件MUC上的用户在第一情况中对非常短 的传输时间感兴趣，因此他在这种情况下例如选择地理位置近的而且 提供高数据速率的网络元件，例如位于巴黎的数据速率为2Mbit/s的 网络元件PAR。
借助图1解释本发明方法按照这种第一情况的优点。假定位于北 京的提供服务的网络元件PEK在不使用本发明方法的条件下预先给定 在柏林的错误定位[BER]和/或高于可达到数据传输带宽的数据传输带 宽128k，则所要求的、对要获得的文件的下载服务将导致位于北京的 提供服务的网络元件PEK作为地理位置最近的而且带宽最有利的网络 元件被选择出来。
相反，通过采用本发明的方法，该地理位置存储在提供服务的网 络元件PEK的验证装置中并且不能被操纵。在这种情况下所述选择就 落在位于巴黎的网络元件PAR上，因为该网络元件具有最大可用的带 宽2M。
第二种情况涉及通过提供服务的网络元件PAR、 B0S、 PEK之一提 供网关，以建立从来自搜索服务的网络元件MUC经过面向分组的分布 式网络P2P到未示出的面向时隙的通信网络的通信连接。
因此，在这种情况中，搜索服务的网络元件MUC的运营商优选一 个具有网关功能的提供服务的网络元件PAR、 B0S、 PEK，该网络元件 优选位于利用该通信连接呼叫的用户所在的局域网中或至少靠近这样 的局域网。
在这种情况下，通过本发明在验证装置中使用与服务质量相关的 参数，保证了网关实际上位于与服务质量相关的参数所包含的位置
上，从而对于在搜索网络的网络元件MUC上的主叫用户来说优选只需 要为本地通话付费。因此，所追求的服务质量在这种情况中相当于对 主叫用户的目标地点的靠近。
借助图1解释本发明方法按照这种第二情况的优点。假定位于北 京的提供服务的网络元件PEK在不使用本发明方法的条件下预先给定 在曼哈顿的错误定位[MAN]，则所要求的、对在纽约的主叫用户的网关 服务将导致位于北京的提供服务的网络元件PEK作为地理位置最近的 网络元件PEK被选择出来。相反，采用本发明的方法，该地理位置存 储在提供服务的网络元件PEK的验证装置中并且不能被操纵。在这种 情况下所述选择就落在位于波士顿的网络元件B0S上，以执行该网关 服务。
此外通过增大的带宽还可以保证所使用的语音服务具有高的质量。
通过将表征服务质量的参数接收到验证装置中，还可以为对等网 络P2P保证可靠的服务质量。这种验证装置例如可以通过证书提供， 并通过对消息进行相应的签名来得到检查。
通过提供服务的对等体，可以根据不同的服务质量向使用者要求 相应的费用。
在本发明装置的实施方式中，将表征服务质量的参数保存在验证 装置中只是为提供服务的网络元件PAR、 B0S、 PEK实现的。对于搜索 服务的网络元件MUC—如具有通过空气接口进行的无线数据传输的"移 动"网络元件，在该实施方式中没有采用特殊的验证特征。
通过所提供的方法，保证向搜索服务的对等体传送的服务质量实 际上也已经存在，而且搜索服务的对等体不会被提供服务的对等体假 定给出的服务质量参数所欺骗。由此还提高了对等网络P2P的接受程 度。
权利要求
1.一种用于保证在分布式网络(P2P)中的服务质量的方法，在该网络中至少一个第一网络元件(PAR，BOS，PEK)至少临时地为至少一个第二网络元件(MUC)提供服务，其特征在于，在第一网络元件(PAR，BOS，PEK)的验证装置中存储与服务质量相关的参数。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述与服务质量相 关的参数包含所述第一网络元件的地理位置。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述与服务质 量相关的参数包含所述第一网络元件可用的至少一个网络入口的带 宽。
4. 根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述验证装 置构成为由证书保护。
5. 根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述验证装 置包含在由认证当局发布的证书中。5. 根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述分布式 网络(P2P)是对等网络。
6. —种分布式网络(P2P)中的网络元件(PAR, B0S， PEK)，其 至少临时地为至少一个第二网络元件(MUC)提供服务，其特征在于， 具有验证装置，该验证装置包含至少一个与服务质量相关的参数。
7. 根据权利要求6所述的网络元件，其特征在于，至少一个与服 务质量相关的参数包含所述第一网络元件的地理位置， 所述第一网络元件可用的至少一个网络入口的带宽。
8. 根据权利要求6或7所述的网络元件，其特征在于对所述验证 装置的证书保护。
9. 根据权利要求6至8中任一项所述的网络元件，其特征在于， 所述验证装置是由认证当局发布的证书。
10. —种计算机程序产品，具有用于当该计算机程序产品在网络 元件(PAR， B0S， PEK)上实施时执行根据上述权利要求之一所述方法 的装置。
全文摘要
本发明涉及一种用于保证在分布式网络(P2P)中的服务质量的方法和网络元件，其中至少一个第一网络元件(PAR，BOS，PEK)至少临时地为至少一个第二网络元件(MUC)提供服务，其特征在于，在第一网络元件的验证装置中存储与服务质量相关的参数。
文档编号H04L12/22GK101116309SQ200680004466
公开日2008年1月30日 申请日期2006年2月7日 优先权日2005年2月9日
发明者G·利伯, J·-U·巴瑟, M·博姆, M·芬肯泽勒 申请人:诺基亚西门子通信有限责任两合公司