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1、移动P2P试验成果介绍,中国移动北京公司 网络部,P2P技术背景介绍,集团P2P项目介绍,PPCache实验室测试总结,PPCache系统现网部署实例分析,2,P2P技术发展历程,1998,1993,1999,2005?,WEB技术,CDN技术,P2P技术,可管理的P2P（MP2P）,3,1993年4月30日，欧洲核子研究组织宣布万维网对任何人免费开放，并不收取任何费用。此举开启了互联网迅猛发展的大门。,互联网业务的迅猛发展造成了网络拥挤状况的日益严重，为了解决这一问题，1998年CDN技术应运而生。,为了解决P2P技术为网络带来的一系列灾难性的后果，以“疏”为主的可管理的P2P（MP2P）逐
2、渐成为各方研究的重点。,在追求更高速率的需求下，1999年P2P技术正式步上互联网的历史舞台，使整个互联网发生了翻天覆地的变化，开启了一个新的时代，但这个时代对于运营商而言却是灾难的。,P2P技术特点,无中心的管理方式分布式的节点组织 P 2 P 的资源交换并行化的数据传输动态化的网络结构交互式的资源共享,技术特点,P2P：资源分布组织、用户对等交换,4,P2P技术应用概况,P2P流量占据了互联网络5080%的带宽P2P技术在文件共享、语音通讯、媒体传输、分布计算、分布式数据库等方面得到广泛应用,总的来看，P2P技术的本质是对等多节点传输思想和分布式数据管理技术的结合，其目标在于达到自组织网络
3、的效果，经过十年的发展，P2P已经形成了广泛的大量应用，对网络负荷形成了巨大的挑战。,自组织,5,P2P对中国移动的影响,中国移动互联网流量日趋增长，网间互联带宽利用率居高不下：互联网出口向电信和新联通的峰值流入和流出带宽利用率均达到100，互联网出口拥塞2008年中国移动向电信和新联通结算接近8个亿,8亿网间结算,中国移动互联网流量特征：出口入网和出网流量差别不大，出网流量较高于入网流量CMNET用户入网流量分散，TOP 100网站流量仅占3.5，与开放互联网用户访问CMNET 流量集中，TOP 100站点69.9的流量占比截然不同虽然出网流量分散，然而从业务类型来看，P2P流量占据了约60
4、%，占据了大部分流量,TD和全业务发展，给互联网的发展带来了更大的机遇与挑战：中国移动互联网访问流量主要是宽带接入、专线和IDC用户服务带来的，而不是传统移动通信业务中国移动拥有全业务资质后，大力发展宽带接入和IDC服务已成为不可避免的趋势；同时，TD HSPA等无线接入技术的引入，促使中国移动互联网流量增长将更加快速,TD-SCDMA,WLAN,专线,CMNET,迅速增长的互联网流量,6,P2P技术背景介绍,集团P2P项目介绍,PPCache实验室测试总结,PPCache系统现网部署实例分析,7,集团公司P2P项目概况,基于P2P技术的下一代业务和网络技术,为了解决P2P技术带来的挑战，把握
5、P2P发展机遇，集团公司技术部于2008年设立了“基于P2P技术的下一代业务和网络研发及应用”课题，并被国家发改委审批通过为46个“新一代宽带及网络通信产业化重大专项”课题之一。,项目研究内容：本项目重点研究，如何将P2P技术和互联网P2P应用引入到电信网络中，具体侧重于：面向商用的可运营可管理的移动P2P增值业务，和基于P2P的分布核心网络控制架构；项目起止时间：2007年5月 2010年10月项目参与单位：中国移动（技术部、研究院、北京公司、四川公司）、工信部电信研究院、中科院、华中科技大学、华为、中兴、,8,集团公司P2P项目规划,总体技术方案,集团公司P2P项目总体分为两个部分：1、P
6、2P增值业务研发，以及P2P业务的运营管理探索；2、基于P2P的分布式网络结构研究（DSN技术）。,P2P增值业务系统研发（集团公司委托中兴开发，预计下半年完成，届时将组织现网测试）,P2P缓存管理系统（北京公司、四川公司负责）,DSN网络结构研究(研究院负责),9,现有系统融合架构,业务平台,PPCache系统网络拓扑,PPCache缓存管理系统,旁路分光,部署位置：以旁路分光方式部署在移动网到互联网的出口处，系统故障不影响用户访问外网功能实现：高性能DPI（深度包检测）技术及智能化的应用分析对各种应用层协议流量进行统计对占出口流量主要比例的P2P等流量进行缓存支持对移动用户访问行为及内容热
7、点变化趋势的分析缓存内容重组还原后，可与业务平台对接,11,PPCache系统网络架构,缓存部分 PPC、LBE缓存用户P2P内容管理全网P2P资源内网交换优先,流量控制部分 PPS出口流量分析P2P流量控制P2P请求重定向可以单独旁路部署,PPM 网络管理平台,PPCache系统架构,12,PPCache系统处理流程,PPCache缓存原理,内网客户端向外网tracker发送announce请求PPS截获该请求PPS向客户端返回重定向信息，同时关断客户端与外网tracker的连接内网客户端向LBE请求资源列表，LBE返 回包含PPC在内的资源列表LBE通知PPC服务器启动对用户的代理缓存服务
8、用户连接到对应的PPC，发送数据请求，PPC从缓存中读取数据发送给用户对于未命中数据，PPC代理用户到外网peer处下载，缓存后发送给用户,Client,Client,Client(内网),PPS,LBE,PPC,PPM,Client(外网),Tracker,13,P2P技术背景介绍,集团P2P项目介绍,PPCache实验室测试总结,PPCache系统现网部署实例分析,14,北京公司承担的PPCache试验任务,项目目标,组织测试PPCache系统，提高移动网络数据传输带宽，降低网间流量；,项目参与部门,集团技术部,中兴公司,中科院声学所,项目合作方,集团研究院,集团设计院,北京公司网络部,北
9、京公司网运中心,15,实验室测试基本信息,测试地点：昌平TD实验室（含LAN接入、TD接入、wlan接入）,测试时间：2009年6月24日至2009年7月23日,测试单位：集团研究院、北京公司网络部、网运中心、中科院声学所、中兴,实验室测试基本信息,测试项目,16,实验室测试网络部署方案,本次测试利用昌平TD实验平台的LAN接入、wlan接入、TD接入环境模拟现网，验证PPCache系统基本功能。,昌平TD实验室的应用有效提升了新技术研究的效率，为提前预估新技术现网应用风险提供有力支撑。,17,测试数据TD单用户下载速率,结论：TD环境下，采用PPCache系统，单用户时能够更充分的利用无线带
10、宽，有效提升下载速率。,18,1.无缓存时，需从外网（电信、联通）获取资源，下载速率较慢；2.首次缓存时，需要边缓存边为内网用户提供服务，由于此时缓存系统无完整资源，因此速率提升有限；3.缓存结束后，缓存系统可以为用户提供完整的资源，因此速率提升明显。,测试数据速率影响因素,19,缓存系统对下载速率的改善受下载工具所用协议影响较大，目前测试结果表明，开启/关闭DHT，对于下载速率有较大影响。,注：DHT全称叫分布式哈希表（Distributed Hash Table），是一种分布式存储方法。在不需要服务器的情况下，每个客户端负责一个小范围的路由，并负责存储一小部分数据，从而实现整个DHT网络的
11、寻址和存储。在完全不连上Tracker服务器的情况下，也可以在DHT网络中寻找下载同一文件的其他用户，实现很好的下载。,开启DHT网络进行标准BT流程时，客户端会搜索到外网其它IP并建立连接，由于可选连接增加，PPCache系统从外网获取资源的可能性增大，而外网资源所能提供的速率显然慢于PPCache系统资源可提供的速率，从而使得整体下载速率降低。,测试数据TD单用户资源获取情况,结论：TD环境下，采用PPCache系统有效减少了网间流量。,在未启用流控的禁止用户访问外网功能时，客户端采用比特精灵、电驴下载，缓存系统无法完全代理用户下载，在PPCache尚无完整客户所需资源（首次下载）时表现更
12、为明显；在缓存后仍有小部分数据来源于外网，主要由PPCache的重定向请求与外网响应请求到达的先后决定。,在采用迅雷P2SP、迅雷（私有）下载时，单用户时PPCache即使在首次缓存时也能够完全代理，但是实际上仍然存在从外网获取数据的可能性，主要由PPCache的重定向请求与外网响应请求到达的先后决定。,20,注：迅雷BT无法通过客户端获取所有数据源的流量，因此无法统计比较外网和内网流量。,测试数据TD多用户下载速率,21,eMule 迅雷P2SP,结论：多用户环境测试结果变化趋势与单用户情况类似，缓存后下载速率均有一定的提升，但由于多用户信道利用率较高，因此提升幅度低于单用户情况。,测试数据
13、TD多用户DHT影响,22,采用比特精灵下载时，TD多用户情况与单用户测试情况相同，区别为多用户下资源利用情况好于单用户，因此：1.多用户总下载速率提升略小于单用户，但仍有较为明显的速率提升；2.DHT开启/关闭对缓存系统影响仍然较为明显。,测试数据TD多用户资源获取情况,结论：多用户时，用户下载速率主要受无线网络带宽限制，因此下载速率提升较单用户较少；同时，网间流量也有一定减少。,23,在多用户情况下，开启DHT对于数据来源的影响更为严重；由于客户端的增多，整体的可选资源增多，因此从外网获取的概率也相应增大。,迅雷P2SP/迅雷（私有）无法准确查看下载数据的来源，但可以通过观察瞬时速率粗略判
14、断内容下载来源的比例，从外网下载的数据量基本可忽略；该部分来自外网的数据，主要是由于外网响应先于PPCache重定向响应的缘故。,注：采用迅雷BT时，客户端无法查看数据来源，故无法统计用户从外网与PPCache下载的数据量。,eMule中采用了特殊的排队机制，具体的排队机制仍在分析中，通过目前的数据分析表明，eMule的排队机制会增大用户从外网获取数据的机率，削弱PPCache系统的作用；这一点在多用户情况表现尤为明显。,31.2%,外网,缓存系统,测试数据流控测试,24,在下载过程中，同时发起20次PING包，在流控开启前后，PING包时延缩短明显；其中比特精灵下载时开启流控后PING包时延
15、减少为1/10，迅雷（私有）减少为1/7。,在下载过程中，同时发起20次PING包，在流控开启前后，丢包率改善明显，流控开启后丢包率均基本保持在0%。,结论：测试结果表明，在空口带宽有限的情况下，流控措施能够有效的保证各个用户的QoS。,测试数据WLAN单用户环境,1.在PPCache系统未启用禁止用户访问外网功能时，采用电驴时，缓存系统未完全代理用户下载，其下载速率受到外网站点资源的影响。2.采用迅雷BT时，客户端无法查看数据来源，故无法统计用户从外网与PPCache下载的数据量。,结论：WLAN环境下完成缓存后下载速率提升明显；有效减少了网间流量。,25,测试数据WLAN多用户环境,1.采
16、用迅雷BT时，客户端无法查看数据来源，故无法统计用户从外网与PPCache下载的数据量。2.由于WLAN带宽较大，多用户时有可能某些用户争得更多带宽，早于其他用户完成下载，因此多用户的评级下载速率要高于实际情况。,结论：wlan环境下，多用户时，缓存完成后下载速率提升明显；网间流量减少明显。,各个用户之间存在带宽争抢现象，速率波动较大，无规律。,26,测试数据LAN接入情况,27,1.LAN接入模式下，缓存结束后，单用户速率提升了1424倍左右；2.LAN接入模式下，单用户的HTTP视频浏览在缓存后，缓冲时延缩短了26倍左右；3.采用eMule下载时，仍存在一定数据来源于外网的问题。,实验室测
17、试总结,总述：充分利用无线带宽，有效提升下载速率；网间流量减少明显。,28,P2P技术背景介绍,集团P2P项目介绍,PPCache实验室测试总结,PPCache系统现网部署实例分析,29,移动网络使用PPCache的收益分析,30,用户上网主要从事哪些活动？,网络游戏,网页访问,资源下载,其他,P2P,P2SP,视频,图像/Flash,其他,PPCache可缓存内容,P2P或P2SP内容,静态内容,用户行为分析,1、引入PPcache后，对用户P2P下载、在线观看视频等业务均能起到降低网间流量，提升感知的作用。2、PPcache对网页页面上的静态内容，如图片，Flash也可进行缓存，但命中率和
18、效果都会降低；3、PPcache以及其他的缓存技术均无法应用于动态页面内容。,Email,数据来自ChinaRank,其他运营商应用情况,某运营商部署的PPCache系统情况：,部署的设备清单,PPC总共从外网下载平均300Mb/s左右，对内网服务平均为2.61Gb/s左右。,PPCache系统整体吞吐流量,PPCache系统命中率平均保持在84%以上，最大时达到93%以上。,PPCache系统命中率,备注：由于该运营商与中国移动在IDC资源、网络带宽资源、用户数资源方面均存在差异，本部分数据仅供参考。,31,其他运营商应用情况,出口流量对比,在16：30点的时候关闭了PPCache系统,关闭
19、PPCache后，从外网下载流量（Inbound）增长了约1.5G，相比关闭PPCache前提升了约10%左右。,根据上图数据分析，该运营商很可能具有丰富的内网资源（具有较高outbound），考虑到这一因素，同时鉴于移动网络内资源较少，采用PPCache系统应能有效地减少入网流量，但同时也存在着缓存容量庞大，设备数量较高，从而存在设备故障点上升等风险。,32,其他运营商应用情况,某运营商的2M接入用户体验对比,在内网接入带宽较高时，通过部署PPCache系统，有效地提升了用户的体验带宽；考虑到移动的网络情况，wlan及专线用户速率会有一定的改善。,33,其他运营商应用情况总结,34,应用PPCache系统之后，网间流量节省明显，分析该运营商流量统计，流量节省在10%左右。,结论1,应用PPCache系统之后，下载速率提升明显，分析该运营商的下载速率，采用不同的下载工具，速率提升在1.56倍左右。,结论2,但需要注意的是，该运营商与移动公司的CMNET网络仍有一定的差异，具体PPCache系统应用的效果，仍需要经过现网的检验；但结合实验室测试数据的结果推测，PPCache系统对于现网出口流量节省和下载速率提升仍是有一定改善作用的。,请各位领导和专家指正！,
