一种p2p组网质量优化方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及互联网通讯中的点对点(Peer to Peer，简称P2P)技术，且特别涉及一种P2P组网质量优化方法。
【背景技术】
[0002]P2P是点对点对等连接peer to peer模式的简称。点对点对等网络是最近几年新兴的网络技术，相对于传统的C/S模式，P2P模式一个非常显著的特点就是节点无需依赖集中式服务器资源，各节点可以直接进行通信。每个节点具有相同的地位，既可以请求服务，也可以提供服务，同时扮演着C/S模式中服务器和客户机的双重角色，甚至还可以具有路由器和高速缓存的功能。在P2P模式下，由于每个节点都具有客户机和服务器的功能，这样每个节点在从别的节点接收数据流的同时还向其他节点发送数据流。利用这个特点，P2P网络技术可以应用现有的计算资源和有限网络带宽来实现大规模网络流媒体直播或点播以及进行文件传输。
[0003]P2P技术是一种用于不同终端用户之间、不经过中继设备直接交换数据或服务的技术。它打破了传统的Client/Server模式，在对等网络中，每个节点的地位都是相同的，具备客户端和服务器双重特性，可以同时作为服务使用者和服务提供者。P2P的核心是利用用户资源，通过对等方式进行文件传输，这完全不同于传统的客户服务器计算模型。P2P通过“非中心化”的设计和多点传输机制，实现了不依赖服务器而快速的交换文件。
[0004]依照P2P网络节点信息存储与搜索方式的不同，诸多P2P协议可以分为两大类:结构化(Structured)的系统与非结构化(Unstructured)的系统。在结构化P2P系统中，每个节点只存储特定的信息或特点信息的索引。当用户需要在P2P系统中获取信息时，他们必须知道这些信息(或索引)可能存在于哪些节点中。由于用户预先知道应该搜索哪些节点，避免了非结构化P2P系统中使用的泛洪式查找，因此提高了信息搜索的效率。
[0005]结构化P2P的核心技术是分布式哈希表(Distributed Hash Table, DHT)结构，其主要特点是通过将数据资源的特征(关键字)经过哈希运算，得到键值(Hash Key)，数据资源的分布存储依据键值来进行。标准的DHT结构视整个网络标识(Identity，ID)空间为平面空间，因此数据资源以均匀概率密度随机哈希到整个空间中的某一点。
[0006]DHT类结构能够自适应节点的动态加入/退出，有着良好的可扩展性、鲁棒性、节点ID分配的均匀性和自组织能力。由于重叠网络采用了确定性拓扑结构，DHT可以提供精确的发现。只要目的节点存在于网络中，DHT总能发现它，发现的准确性得到了保证。但是DHT网络拓扑结构的缺点在于:额外开销比较大，随P2P网络规模的扩大，网络开销呈指数级增长。搜索请求遍历整个P2P网络要经过很多跳，完整的搜索结果延时比较大，存在着路由表容量不够和路由延时等方面的问题。总的来说，DHT结构的最大问题是DHT的维护机制较为复杂，尤其是节点频繁加入退出造成的网络波动(Churn)会极大增加DHT的维护代价。
[0007]采用DHT算法的P2P节点选择方法并未考虑下载节点间的流量和带宽差异，因而选择到的节点也并非最优下载节点。如果当前节点和某个邻居节点有数据交换，则此两者之间连接的质量就会变得非常重要，因为这将直接关系到用户体验，然而由于各个节点情况不同，通常会出现以下几个方面的问题:
[0008]1.较低的数据传输速度。在进行数据交换的时候，节点之间的距离往往会成为影响传输速度的一个因素。与远端节点进行数据交换，由于路由路径的加长、各种排队时延的增加等因素均会导致其速度将远小于和近距离节点的数据交换速度，这将直接影响用户的应用体验，特别是P2P流媒体等实时应用。
[0009]2.网络拥塞，降低网络的健壮性。大面积的长距离的节点之间的数据交换，会导致网络流量特别是骨干网流量的大幅增加，也进一步造成节点间的数据传输延时较大，影响用户的使用效果，从而用户希望建立更多的连接以提高数据传输速度，导致更严重的网络拥塞，使网络陷入恶性循环中。
[0010]3.不必要的跨运营商间流量。同一运营商(ISP)的互联网节点相互之间的连接延迟较低，带宽较高，而跨ISP连接的质量较低，也可能带来高额的ISP网间结算费用。当前P2P网络的实现忽略了运营商连接的代价，从而使得P2P系统大大增加了跨运营商的流量，增加了运营商的运营成本。
【发明内容】
[0011]本发明提出一种P2P组网质量优化方法，能够对节点按照不同属性进行有效的分类管理，并自动对各等级层的节点进行层级调整、以便优化节点等级层质量，在进行伙伴节点匹配时能够迅速找到最佳节点，保证节点数据传输速度，避免了大面积长距离数据传输和跨运营商间流量的问题，降低了运营成本的同时提高了用户体验。
[0012]为了达到上述目的，本发明提出一种P2P组网质量优化方法，包括下列步骤:
[0013]初始化节点管理列表，所述节点管理列表结构具有多层属性，其依次包括运营商信息、省信息、市信息、等级信息和节点信息，其中所述等级信息包括多层等级，根据新增节点的上传能力将所述节点分配加入不同的等级，所述多层等级的数量为预先设定；
[0014]当节点加入、退出、超时、以及运营商、省、市或等级属性有变化时，更新所述节点管理列表；
[0015]定时检查所有等级的层状态并优化层结构，其包括:
[0016]当发现某层等级需要补充节点时，从下层节点中选择一个节点质量最好的节点补充上来，一次只补充一层等级；
[0017]然后调整层结构，选出每层节点质量最好的节点和最差的节点，将所述节点质量最好的节点提升一层等级，并将所述节点质量最差的节点重新分配等级层。
[0018]进一步的，所述节点管理列表顶层属性为运营商信息和省信息组成的二维数组结构；所述市信息为所述顶层属性的从属属性，其为数图结构；所述等级信息为所述市信息的从属属性，其为数组结构；所述节点信息为所述等级信息的从属属性，其为数图结构。
[0019]进一步的，所述运营商信息、省市信息为根据节点的IP地址从IP地址数据库获取。
[0020]进一步的，当有节点正常退出时，其会发送退出消息给追踪服务器，并在所述节点管理列表中的节点信息中将所述节点删除。
[0021]进一步的，追踪服务器具有线程定时检查所有节点，并将超时汇报的节点从所述节点管理列表中的节点信息中删除。
[0022]进一步的，所述等级信息属性还包括每一级等级所具有的节点数量信息。
[0023]进一步的，当顶层等级节点数量未达到最小值时，新增节点加入顶层等级中，其中所述顶层等级的节点数量最小值为预设值。
[0024]进一步的，次顶层等级开始，所述新增节点等级分配采用以下判断方法:
[0025](本层人数+1)*码率〈上层的总上传能力，
[0026]本层总上传能力+新增节点上传能力 > 下层人数*码率，
[0027]当满足以上两个条件时，新增节点加入本层等级，如果全部等级层都不满足条件时，则加入顶层等级，其中所述码率为当前层的固定下载速率，上传能力为节点所能达到的最大上传速率，从次顶层等级开始，各等级层同样具有预设的节点数量最小值，当发现某等级层的节点数量未达到预设的最小值时，则优先判断新增节点是否可以加入当前等级层。
[0028]进一步的，所述节