附图标号:Pl是资源提供者1、ρ2是资源提供者2、sl是资源请求者l、s2是资源请求 者2、s3是资源请求者3、s4是资源请求者4。
【具体实施方式】
[0051] 本发明根据网络用户获得服务时的满意度选取效用函数，然后建立P2P文件共享 网络中流量控制最优化模型，即将P2P文件共享网络的流量控制问题归结为P2P文件共享网 络效用最优化模型。本发明设计一种基于价格机制的流量控制算法，该算法能够有效地收 敛到流量控制模型的最优点，即网络用户的最优流量分配。
[0052] 流量控制问题描述：
[0053] P2P网络中，每个用户均是通过接入链路连接到互联网。现有互联网由于骨干网络 采取光纤通信等技术，一般认为不容易发生大规模拥塞现象，那么用户的接入链路就成了 影响用户带宽的瓶颈，也是网络流量分配与控制的关键。目前，很多用户接入互联网时采取 的是上传链路和下载链路相分离的情形，如ADSL，而一个用户在提供文件下载服务时，其上 传带宽对于其他网络用户来讲就是资源，因此用户之间对该资源的竞争就会产生。
[0054]为了区分文件共享网络中文件的提供者和请求者，引入资源提供者集合P和资源 请求者集合S。只要一个用户提供文件下载服务，那么该用户就属于P。而一个用户既可以属 于P，也可以属于S，这取决于该用户是否提供文件服务或请求文件服务。定义为资源请求者 ses提供文件下载服务的资源提供者集合为P(s);资源提供者pep提供下载服务的所有资 源请求者集合为S(p)。注意到p ep(s)当且仅当s e S(p)。
[0055] 若资源提供者p为资源请求者s提供的下载速率为Xsp，则由于一个用户可以从多个 资源提供者处下载同一文件，因此资源请求者s获得的总速率为
而且不应 该超过该用户的下载带宽Cf，即凡SCf ;同时，一个资源提供者还可以同时为多个用户提 供下载服务，因此该资源提供者P的上传送速率为
而且不超过该用户的上 传带宽?：，即
[0056] 用户效用函数：
[0057] 用户在获得服务时的满意度可以用效用函数来描述，为此选择下述效用函数，
[0059] 其中，Ws描述了资源请求者s愿意支付的费用，而参数0描述了公平性指标，如 若α = 1，则实现用户之间资源分配的比例公平性，若α = 2,则实现用户之间资源分配的调和 平均公平性，若则实现用户之间资源分配的最大最小公平性。
[0060] 流量控制模型：
[0061] P2P文件共享网络的流量控制问题可以归结为如下的网络效用最优化问题
[0063] 利用非线性规划理论，该效用优化问题是凸优化问题，对变量78是严格凹函数，存 在全局最优解J = (乂3 e幻，而且是唯一的，但该问题对变量Xsp却不是严格的凹函数，因此 最优解并不唯一。也就是说，每个资源请求者获得的总速率是唯一的， 但是由于存在多个资源提供者，所以会存在多种具体的流量分配形式。
[0064] 建立上述优化问题的拉格朗日函数
[0066] 其中As 2 〇是资源请求者S支付的单位带宽的价格，Vs 2 0是资源请求者S的下载链 路收取的单位带宽的价格，μΡ 2 〇是资源提供者P的上传链路收取的单位带宽的价格，< 和 是松弛变量，分别代表了资源请求者s的下载链路和资源提供者ρ的上传链路的剩余带 宽。
[0067] 本发明方法主要包括对等网络P2P、资源请求者r以及资源提供者ρ，在对等网络 P2P中，对每个用户的接入链路进行定价，根据链路上的流量情况动态调整链路价格，而资 源提供者P在为资源请求者s提供文件下载服务时，根据资源请求者s提供的价格和接入链 路收取的价格，动态调整流量在各个资源请求者之间的合理分配，最终实现网络的最优分 配与控制；
[0068] 所述控制方法的步骤如下：
[0069] 步骤1，在对等网络P2P的文件共享系统中，资源提供者p的上传链路初始化收取的 价格yP(t)，资源请求者s的下载链路初始化收取的价格1(〇，资源提供者p为每一个资源请 求者S初始化下载速率x sp(t);
[0070] 步骤2,资源请求者s根据其获得的总流量ys(t)得到其支付的价格As(t)，并通过网 络通告给其文件提供者；
[0072]式中，p是资源提供者;s是资源请求者;P是资源提供者集合;S是资源请求者集合； ys(t)是资源请求者s获得的总流量;ξ是一个大于零的正数，目的是确保当总流量78(〇过小 时，价格As (t )不至于过大;Xsp ( t )是资源提供者P为每一个资源请求者S初始化的下载速率； Ws是愿意支付的费用;P(S)是为资源请求者s提供文件下载服务的资源提供者集合;参数α> 〇是公平性指标，如若α = 1，则实现用户之间资源分配的比例公平性，若α = 2,则实现用户之 间资源分配的调和平均公平性，若则实现用户之间资源分配的最大最小公平性。
[0073]步骤3,资源提供者ρ根据资源请求者s支付的价格As(t)、资源请求者s的下载链路 初始化收取的价格vs(t)以及资源提供者p的上传链路初始化收取的价格4(〇,调整其为资 源请求者s分配的速率x sp(t+l);
[0075]式中，Xsp(t)是资源提供者p为每一个资源请求者s初始化的下载速率;Θ是低通滤 波因子，且〇〈θ〈1，能够有效消除最优点不唯一而引起的算法波动问题；是对当前速率 xsp(t)的估值；天#+1)是对资源提供者ρ为资源请求者s分配的速率xsp(t+l)的估值;κ是算 法迭代步长，且K>0;As(t)是资源请求者s根据其获得的总流量ys(t)得到其支付的价格;v s (t)是资源请求者s的下载链路初始化收取的价格;μΡ(〇是资源提供者p的上传链路初始化 收取的价格；
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[0079]步骤4,资源提供者ρ的上传链路更新其新的收取价格yP(t+l);
[0081]式中，P是资源提供者;S是资源请求者;P是资源提供者集合;S是资源请求者集合； yP(t)是资源提供者ρ的上传链路初始化收取的价格;Xsp(t)是资源提供者ρ为每一个资源请 求者S初始化的下载速率;S(P)是接受资源提供者P提供文件下载服务的资源请求者集合； ?:是资源提供者P的上传链路带宽;Zp(t)是资源提供者P的上传链路为资源请求者初始化 的总上传速率;τ是算法迭代步长，且τ>0;
[0085]资源请求者s的下载链路利用下述算法更新其新的收取的价格vs (t+1)
[0087]式中，p是资源提供者;s是资源请求者;P是资源提供者集合;S是资源请求者集合； Xsp(t)是资源提供者P为每一个资源请求者S初始化的下载速率;Vs(t)是资源请求者S的下 载链路初始化收取的价格;ys(t)是资源请求者S获得的总流量;P(S)是为资源请求者S提供 文件下载服务的资源提供者集合；?'是资源请求者s的下载链路带宽；
[0091 ]步骤5，资源提供者ρ和资源请求者s根据上述步骤迭代直至达到最优点，即各个资 源请求者S的最优流量分配策略；
[0092]步骤6,如果有新的资源提供者或资源请求者加入或者原有的资源提供者或资源 请求者退出，那么上述迭代过程重新进行以达到新的最优点。
[0093]收敛性分析：
[0094] 收敛性是衡量算法性能的重要指标。本发明考虑了 2个文件服务提供者，4个文件 服务请求者的情形，如图1所示。其中，资源提供者的上传链路带宽为 C=(Ct〇(12,20)Mbps，资源请求者的下载链路带宽为= 10, 8, 6)Mbps。本发明分析了资源提供者的上传带宽在资源请求者之间的比例公平分配 (SPa = I)，各仿真结果如图2、3、4、5、6所示，如图2所示，资源请求者1从资源提供者处得到 的最优流量为(^:) = (4.7922,8.0078)^%3。因此，算法能够在有限的迭代次数内