基于IPv6的P2P流量识别与控制的研究

论文摘要

IPv6几乎无限的地址空间为P2P技术的应用提供了基本条件和广阔的发展空间,但P2P业务在为用户带来巨大便利的同时,也对互联网造成了很大冲击:不仅严重消耗了网络带宽,甚至引起网络拥塞,从而降低了网络性能,劣化了网络服务质量,对网络流量产生了极为严重的影响。因此,基于IPv6对P2P流量进行全面、有效的识别与控制不仅能够保证关键网络业务的正常运营,而且可以达到降低网络带宽的目的,从而能够解决当前P2P带给宽带运营商们的困惑。本课题针对当前互联网中P2P流量的特点展开了研究工作。首先,本文从P2P的定义、P2P模式与C/S模式的比较、P2P网络的四种拓扑结构、P2P应用的关键技术以及IPv6对P2P技术的支持等方面进行了研究,分析了五大主流P2P协议的工作原理及传输特性,重点研究了常用的几种P2P协议识别方法,并设计了一种基于传输层连接模式识别和基于深层数据报检测识别相结合的P2P流量识别模型;其次,研究了目前网络流量采用的相关控制技术及算法,通过比较分析选择了DWRR算法和令牌桶算法作为队列调度模块和流量整形模块的实现算法,分析并给出了一种网络业务流量控制策略;最后,本文在流量控制策略的基础上设计了一种基于IPv6的P2P流量控制模型,重新设计了支持P2P识别的IPv6报头,并对模型中的流量控制模块进行了实现。本文设计的流量识别与控制模型可以对网络中的P2P流量进行有效的识别与控制,从而能够进行合理的网络业务规划和流量管理,为运营商提供保值、增值业务。此模型的提出对以IPv6为核心的下一代互联网中P2P技术的应用与研究提供了一定的参考价值和实用意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 论文研究背景及意义
• 1.1.1 IPv6 和P2P 的诞生
• 1.1.2 研究意义
• 1.2 IPV6 与P2P 的发展现状及趋势
• 1.2.1 IPv6 技术在国内外的发展动态
• 1.2.2 P2P 技术在国内外的发展动态
• 1.2.3 P2P 流量现状
• 1.3 论文的主要工作和内容组织
• 1.3.1 论文的主要工作
• 1.3.2 内容组织和章节安排
• 2 P2P 技术与应用概述
• 2.1 P2P 技术概述
• 2.1.1 P2P 的概念
• 2.1.2 P2P 模式与C/S 模式的比较
• 2.2 P2P 网络模型
• 2.2.1 集中目录式P2P 结构
• 2.2.2 纯P2P 网络模式
• 2.2.3 P2P 混合式网络模型
• 2.2.4 结构化网络模型
• 2.3 P2P 关键技术
• 2.3.1 Peer 节点的角色划分
• 2.3.2 资源的标识
• 2.3.3 Peer 的定位方式
• 2.3.4 防火墙和NAT 的穿越
• 2.4 IPV6 对P2P 技术的支持
• 2.5 本章小结
• 3 P2P 协议及识别策略研究
• 3.1 五大主流P2P 协议概述
• 3.1.1 BitTorrent 协议
• 3.1.2 Gnutella 协议
• 3.1.3 eMule 协议
• 3.1.4 Kazaa 协议
• 3.1.5 DirectConnect 协议
• 3.2 P2P 协议识别方法研究
• 3.2.1 识别方法的评判标准
• 3.2.2 基于端口的P2P 识别
• 3.2.3 基于流传输特征的P2P 识别
• 3.2.4 基于深层数据报检测的P2P 识别
• 3.2.5 基于传输层连接模式的P2P 识别
• 3.2.6 其他识别方法
• 3.3 P2P 流量识别模型及算法
• 3.3.1 P2P 流量识别模型
• 3.3.2 P2P 流量识别算法
• 3.3.3 P2P 流量识别模型性能测试及分析
• 3.4 本章小结
• 4 基于IPV6 的P2P 流量控制技术及策略研究
• 4.1 P2P 流量控制技术研究
• 4.1.1 网络流量控制概述
• 4.1.2 流量控制技术研究
• 4.2 网络流量控制算法研究
• 4.2.1 队列管理算法
• 4.2.2 队列调度算法
• 4.2.3 流量整形算法
• 4.3 P2P 流量控制策略
• 4.4 本章小结
• 5 基于IPV6 的P2P 流量控制模型的设计与实现
• 5.1 基于IPV6 的P2P 流量控制模型的总体设计
• 5.2 支持P2P 流量识别的IPV6 报头设计
• 5.3 流量控制模块的实现
• 5.3.1 队列调度模块
• 5.3.2 流量整形模块
• 5.4 模型性能测试实验
• 5.4.1 DWRR 和ADWRR 算法对比仿真实验
• 5.4.2 流量控制模块性能测试
• 5.5 本章小结
• 6 结论
• 6.1 论文工作总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录