用于在對(duì)等覆蓋網(wǎng)絡(luò)中監(jiān)控事務(wù)的方法和布置的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及對(duì)等P2P覆蓋網(wǎng)絡(luò)中的事務(wù)監(jiān)控。P2P覆蓋網(wǎng)絡(luò)通常由通過(guò)具有顯著不同的5往返時(shí)間RTT延遲的不同接入技術(shù)互連的對(duì)等點(diǎn)組成。P2P網(wǎng)絡(luò)中的重傳和事務(wù)的當(dāng)前時(shí)間監(jiān)控具有固定值。它的缺點(diǎn)在于，如果計(jì)時(shí)器值太小，則會(huì)執(zhí)行不必要的重傳，盡管響應(yīng)正在途中。如果計(jì)時(shí)器值太大，則會(huì)導(dǎo)致過(guò)長(zhǎng)的消息傳遞延遲。通過(guò)使計(jì)時(shí)器值適應(yīng)P2P覆蓋網(wǎng)絡(luò)中的狀況的方法和對(duì)等點(diǎn)克服了這些缺點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】用于在對(duì)等覆蓋網(wǎng)絡(luò)中監(jiān)控事務(wù)的方法和布置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于在對(duì)等覆蓋網(wǎng)絡(luò)中監(jiān)控事務(wù)的方法和布置。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)等(P2P)覆蓋通信網(wǎng)絡(luò)是一種分布式系統(tǒng)，由參與系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建。這種覆蓋網(wǎng)絡(luò)是完全分散的并且其操作不依靠中央服務(wù)器。參與系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)被稱作對(duì)等點(diǎn)(peer)，代表其他節(jié)點(diǎn)路由消息和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。覆蓋網(wǎng)絡(luò)使用分布式散列表(DHT)之類的算法來(lái)組織參與系統(tǒng)的對(duì)等點(diǎn)之間的互連的拓?fù)?。?duì)基于DHT的P2P覆蓋網(wǎng)絡(luò)，假定環(huán)形拓?fù)洹＿@種情況如圖1所示。在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，對(duì)等點(diǎn)110在環(huán)100上保持到其它對(duì)等點(diǎn)111-117的一組鏈路。這組鏈路是該對(duì)等點(diǎn)的路由表。在如Chord之類的一些DHT中，路由表中的條目被稱作指針(finger) 115-117。2003年由Stoica等人發(fā)布的論文“Chord:用于互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的可擴(kuò)縮對(duì)等鎖定協(xié)議”中更詳細(xì)地描述了 Chord。除路由表之外，每個(gè)對(duì)等點(diǎn)110還保持另一個(gè)被稱作鄰居列表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。鄰居列表由后繼列表和前趨列表組成。后繼列表包含到緊接后繼111、112的指針，而前趨列表包含到對(duì)等點(diǎn)110的緊接前趨113、114的指針。對(duì)等點(diǎn)110挑選其鄰居和指針的方式由DHT算法決定。后繼111、112和前趨113、114也稱作直接鄰居，指針115-117被稱作路由鄰居。此處的術(shù)語(yǔ)“相鄰對(duì)等點(diǎn)”用于包括后繼111、112 ;前趨 113、114 ;及指針 115-117。
[0003]基于DHT的覆蓋網(wǎng)絡(luò)中的對(duì)等點(diǎn)使用節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)符(節(jié)點(diǎn)ID)來(lái)識(shí)別。在給定對(duì)等點(diǎn)Iio想要端對(duì)端地傳送消息到另一對(duì)等點(diǎn)130時(shí)，它遵循遞歸路由過(guò)程。發(fā)起消息的對(duì)等點(diǎn)110查詢其路由表以找到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)ID的最接近前趨(比如說(shuō)對(duì)等點(diǎn)116)并將消息轉(zhuǎn)發(fā)到對(duì)等點(diǎn)116。然后，接收對(duì)等點(diǎn)116重復(fù)相同的路由過(guò)程。此遞歸路由過(guò)程會(huì)繼續(xù)(例如經(jīng)由對(duì)等點(diǎn)120)，直至消息到達(dá)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)ID標(biāo)識(shí)的對(duì)等點(diǎn)130。
[0004]消息使用P2P信令協(xié)議來(lái)發(fā)送。消息及其響應(yīng)由端到端重傳和端對(duì)端事務(wù)計(jì)時(shí)器監(jiān)控。端對(duì)端重傳計(jì)時(shí)器由已引起消息的對(duì)等點(diǎn)110用于確定在如果沒(méi)有接收到響應(yīng)的情況下應(yīng)何時(shí)重傳消息。端對(duì)端重傳計(jì)時(shí)器是確定請(qǐng)求的最長(zhǎng)有效期(即在如果沒(méi)有接收到響應(yīng)的情況下，在此時(shí)間后引起的對(duì)等點(diǎn)110認(rèn)為請(qǐng)求已失敗)的計(jì)時(shí)器。
[0005]端對(duì)端計(jì)時(shí)器不同于逐跳計(jì)時(shí)器。端對(duì)端計(jì)時(shí)器用于控制覆蓋網(wǎng)絡(luò)中跨多個(gè)中間跳的事務(wù)和重傳的有效期。相反，逐跳計(jì)時(shí)器由中間對(duì)等點(diǎn)用于轉(zhuǎn)發(fā)消息以控制兩個(gè)對(duì)等點(diǎn)之間的單跳上的重傳。后者的示例為TCP協(xié)議中的計(jì)時(shí)器。
[0006]P2P信令協(xié)議的一個(gè)示例是RELOAD (資源定位與發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)協(xié)議)，如Jennings等人于 2011 年 10 月發(fā)布的 ffiTF 草案 “draft-1etf-p2psip-base-19” 中所述。RELOAD 協(xié)議在發(fā)起對(duì)等點(diǎn)110使用固定的3秒端對(duì)端重傳計(jì)時(shí)器并如果在15秒的固定時(shí)間限制內(nèi)未接收到響應(yīng)的情況認(rèn)為事務(wù)已失敗(即RELOAD使用15秒的事務(wù)計(jì)時(shí)器)。
[0007]許多P2P覆蓋網(wǎng)絡(luò)由異構(gòu)裝置組成。裝置群體中異構(gòu)的一個(gè)示例是裝置使用的接入網(wǎng)類型。一些裝置可能使用固定因特網(wǎng)連接，而其它裝置可能使用無(wú)線或蜂窩連接。下面列出了不同裝置可使用的一些連接類型:?無(wú)線連接:W1-Fi (IEEE 802.11)標(biāo)準(zhǔn)的不同版本、WiMAX ?蜂窩連接:GPRS、EDGE、UMTS、HSDPA、HSPA、LTE 等 ?固定連接:ISDN、ADSL、LAN、光纖、電纜 ?其它:衛(wèi)星
例如，覆蓋網(wǎng)絡(luò)中的對(duì)等點(diǎn)110可使用非常不同的接入技術(shù)在其路由表中保持與對(duì)等點(diǎn)111-117的鏈路。作為一個(gè)示例，給定對(duì)等點(diǎn)110的路由表可包含一個(gè)具有14.4 kbit/s帶寬的窄帶GSM數(shù)據(jù)鏈路的對(duì)等點(diǎn)115和另一個(gè)經(jīng)由具有100 Mbit/s帶寬的寬帶光纖到戶鏈路連接的對(duì)等點(diǎn)117，以及之間的任何裝置。此外，對(duì)等點(diǎn)之間的地理距離可能有所不同，特別是在如全球P2PSIP電話網(wǎng)絡(luò)的全球性覆蓋中。因此，與這些裝置的通信關(guān)聯(lián)的往返時(shí)間(RTT)可能屬于完全不同的量級(jí)。
[0008]但是，在如RELOAD等P2P信令協(xié)議中為端對(duì)端事務(wù)和重傳使用固定計(jì)時(shí)器值時(shí)，差異巨大的往返時(shí)間會(huì)導(dǎo)致問(wèn)題。如果計(jì)時(shí)器值太小，這會(huì)導(dǎo)致不必要的重傳和被認(rèn)為已失敗的請(qǐng)求，盡管響應(yīng)正在途中。如果固定計(jì)時(shí)器值太大，結(jié)果則是要求重傳的事務(wù)具有過(guò)長(zhǎng)的消息傳遞延遲。
[0009]事務(wù)計(jì)時(shí)器的固定值假定所有消息經(jīng)過(guò)覆蓋網(wǎng)絡(luò)中相同的跳數(shù)。由于消息經(jīng)過(guò)的跳數(shù)取決于來(lái)源和目的地節(jié)點(diǎn)ID之間的數(shù)值距離，此假設(shè)不成立。在條件(例如鏈路上的業(yè)務(wù)負(fù)荷、覆蓋網(wǎng)絡(luò)大小或無(wú)線連接的信號(hào)強(qiáng)度)變化時(shí)，固定計(jì)時(shí)器值也不適用。
[0010]由于P2P覆蓋網(wǎng)絡(luò)基于事務(wù)超時(shí)來(lái)確定對(duì)等點(diǎn)有效性，配置不當(dāng)?shù)墓潭ㄓ?jì)時(shí)器可能導(dǎo)致對(duì)失效對(duì)等點(diǎn)的過(guò)慢反應(yīng)以及甚至不必要地從路由表中刪除對(duì)等點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0011]在這種背景下，本發(fā)明的目的是消除上述至少一些缺點(diǎn)。
[0012]這個(gè)目的通過(guò)一種在基于結(jié)構(gòu)化DHT的P2P覆蓋通信網(wǎng)絡(luò)中監(jiān)控兩個(gè)對(duì)等點(diǎn)端對(duì)端之間的事務(wù)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中重傳和事務(wù)計(jì)時(shí)器的值可適合覆蓋網(wǎng)絡(luò)中的條件(包括不同接入技術(shù)和對(duì)等點(diǎn)之間的不同距離)。
[0013]此方法包括確定覆蓋網(wǎng)絡(luò)中第一對(duì)等點(diǎn)與其相鄰對(duì)等點(diǎn)之間的平均數(shù)據(jù)分組往返時(shí)間的初始步驟。例如，這可通過(guò)計(jì)算第一對(duì)等點(diǎn)與其每個(gè)相鄰對(duì)等點(diǎn)之間的所測(cè)量RTT延遲的平均來(lái)完成。
[0014]下一步是為重傳計(jì)時(shí)器確定計(jì)時(shí)器值TR。此值通過(guò)以下等式計(jì)算:
Tr 二 1AX 1g2(N) X RTTavg
其中，N為覆蓋網(wǎng)絡(luò)中的對(duì)等點(diǎn)總數(shù)。
[0015]在從第一個(gè)對(duì)等點(diǎn)傳送需要來(lái)自第二個(gè)對(duì)等點(diǎn)的響應(yīng)的消息并且該消息是第一次發(fā)送時(shí)，重傳計(jì)時(shí)器和事務(wù)計(jì)時(shí)器均啟動(dòng)。重傳計(jì)時(shí)器設(shè)置為確定的值事務(wù)計(jì)時(shí)器的值確定為7> 的值。例如，值可通過(guò)以下等式計(jì)算:
Tt 二 1g2(N) XRTTmax
其中，RTTmax是通過(guò)上述RTT延遲測(cè)量確定的最大RTT值。
[0016]如果自傳送消息后的時(shí)間=Tr內(nèi)未接收到來(lái)自第二端對(duì)端對(duì)等點(diǎn)的響應(yīng)，并且如果事務(wù)計(jì)時(shí)器仍在運(yùn)行，則再次傳送消息并且以值&重新啟動(dòng)重傳計(jì)時(shí)器。
[0017]如果自傳送第一消息后的時(shí)間=Tt內(nèi)未接收到來(lái)自第二對(duì)等點(diǎn)的響應(yīng)，則該消息或其響應(yīng)被稱作丟失并且事務(wù)終止。
[0018]可選地，按一定間隔確定RTT值以處理對(duì)等點(diǎn)四處移動(dòng)和/或加入和離開(kāi)環(huán)形拓?fù)涞那樾巍?br> [0019]由于此方法使端對(duì)端重傳和事務(wù)計(jì)時(shí)器的值適合覆蓋網(wǎng)絡(luò)中的不同情況，所有這具有多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)不同種類的接入技術(shù)和不同距離的對(duì)等點(diǎn)之間的不必要重傳可減到最少，導(dǎo)致業(yè)務(wù)負(fù)荷的大大減少。在確實(shí)需要重傳的情況中，可避免不必要的長(zhǎng)消息延遲。此方法還使覆蓋網(wǎng)絡(luò)能夠比如果使用固定時(shí)間監(jiān)控時(shí)更快地檢測(cè)失效或脫離的對(duì)等點(diǎn)。此方法的實(shí)施例還能處理對(duì)等點(diǎn)加入和/或離開(kāi)網(wǎng)絡(luò)時(shí)覆蓋網(wǎng)絡(luò)大小變化的情形。例如，此方法可用于在如REL0AD、STUN和ICE等P2P信令協(xié)議中設(shè)置計(jì)時(shí)器。此方法中的個(gè)別步驟甚至可用于在SIP協(xié)議中設(shè)置計(jì)時(shí)器。
本發(fā)明還包括具有至少一個(gè)配置成連接到覆蓋網(wǎng)絡(luò)中的至少一個(gè)相鄰對(duì)等點(diǎn)和計(jì)算單元的接口單元的對(duì)等點(diǎn)。計(jì)算單元配置成執(zhí)行上述的監(jiān)控事務(wù)的方法。
[0020]現(xiàn)在將通過(guò)優(yōu)選實(shí)施例并且參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1是示出P2P覆蓋網(wǎng)絡(luò)的環(huán)形拓?fù)涞暮?jiǎn)化框圖。
[0022]圖2和3是示出在P2P覆蓋網(wǎng)絡(luò)中監(jiān)控事務(wù)的方法的實(shí)施例的流程圖。
[0023]圖4是示出配置成執(zhí)行監(jiān)控事務(wù)的方法的對(duì)等點(diǎn)的實(shí)施例的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為了示出固定計(jì)時(shí)器值的問(wèn)題，已針對(duì)P2PSIP覆蓋網(wǎng)絡(luò)中的查找請(qǐng)求完成了多個(gè)延遲測(cè)量。這種情況如以下表I所示。
[0025]在測(cè)量中，RELOAD協(xié)議與上述固定3秒重傳計(jì)時(shí)器和15秒事務(wù)計(jì)時(shí)器一起使用。測(cè)量在三個(gè)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行:僅由具有高速LAN連接的對(duì)等點(diǎn)組成的1000對(duì)等點(diǎn)覆蓋網(wǎng)絡(luò)、由具有高速LAN連接的對(duì)等點(diǎn)組成的10000對(duì)等點(diǎn)覆蓋網(wǎng)絡(luò)以及僅由具有3G HSDPA蜂窩連接的對(duì)等點(diǎn)組成的2000對(duì)等點(diǎn)覆蓋網(wǎng)絡(luò)。下表清楚地示出固定計(jì)時(shí)器的問(wèn)題。作為一個(gè)示例，在由HSDPA連接的對(duì)等點(diǎn)組成的2000對(duì)等點(diǎn)覆蓋網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)請(qǐng)求平均有4次不必要的重傳。這使覆蓋網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)量成為四倍，效率極低。此外，在相同網(wǎng)絡(luò)中的最壞情況下(見(jiàn)表I中的最大查詢事務(wù)延遲)，查詢請(qǐng)求事務(wù)延遲高于15秒事務(wù)計(jì)時(shí)器。這意味著查詢請(qǐng)求在許多情況下被錯(cuò)誤地認(rèn)為已失敗，即使響應(yīng)正在途中。為克服此缺點(diǎn)，提出一種在基于結(jié)構(gòu)化DHT的P2P覆蓋通信網(wǎng)絡(luò)中適合重傳和事務(wù)的時(shí)間監(jiān)控的方法。此方法中的基本步驟如圖2和3所不。
【權(quán)利要求】
1.一種操作配置成在包含N個(gè)的多個(gè)對(duì)等點(diǎn)的基于結(jié)構(gòu)化分布式散列表的對(duì)等覆蓋網(wǎng)絡(luò)中監(jiān)控第一對(duì)等點(diǎn)(110)與第二對(duì)等點(diǎn)(130)之間的事務(wù)的所述第一對(duì)等點(diǎn)(110)的方法，所述方法包括以下步驟: 確定(201)所述覆蓋網(wǎng)絡(luò)中所述第一對(duì)等點(diǎn)(110)與其相鄰對(duì)等點(diǎn)(111-117)之間的平均消息往返時(shí)間 通過(guò)以下等式確定(202)重傳計(jì)時(shí)器的值 Tr =% X 1g2(N) X RTTavg ； 確定(203)大于所述值Tr的事務(wù)計(jì)時(shí)器的值Tt ； 從所述第一對(duì)等點(diǎn)(110)向消息要求響應(yīng)處的所述第二對(duì)等點(diǎn)(130)傳送(204)所述消息； 以所述值7；啟動(dòng)(205)所述事務(wù)計(jì)時(shí)器； 以所述值&啟動(dòng)(206)所述重傳計(jì)時(shí)器； 如果自傳送所述消息后的時(shí)間=&內(nèi)未接收到來(lái)自所述第二對(duì)等點(diǎn)(130)的響應(yīng)，則在如果所述事務(wù)計(jì)時(shí)器仍運(yùn)行的情況下重復(fù)傳送(304)所述消息和啟動(dòng)(305)所述重傳計(jì)時(shí)器的所述步驟； 如果自傳送所述第一消息后的時(shí)間=內(nèi)未接收到來(lái)自所述第二對(duì)等點(diǎn)(130)的所述響應(yīng)，則終止(308)所述事務(wù)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述平均消息往返時(shí)間/PTTg通過(guò)以下等式來(lái)確定:
Σ R 燈SSTi航腦=^ 其中，K為相鄰對(duì)等點(diǎn)的數(shù)量，而為所述第一對(duì)等點(diǎn)(110)與第i個(gè)相鄰對(duì)等點(diǎn)(111-117)之間的估算消息往返時(shí)間。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，還包括通過(guò)定期測(cè)量傳送消息到所述第i個(gè)相鄰對(duì)等點(diǎn)(111-117)與所接收響應(yīng)的所述往返時(shí)間來(lái)估算所述消息往返時(shí)間的值并計(jì)算所測(cè)量值的平均的步驟。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述估算所述往返時(shí)間的所述步驟包括存儲(chǔ)與#個(gè)最近從所述第i個(gè)相鄰對(duì)等點(diǎn)(111、117)接收的響應(yīng)相關(guān)的所述往返時(shí)間和計(jì)算所述#個(gè)響應(yīng)的平均往返時(shí)間值的步驟。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述計(jì)算所述#個(gè)最近接收的響應(yīng)的所述平均往返時(shí)間的所述步驟包括選擇所述#個(gè)往返時(shí)間值的中值的步驟。
6.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述估算所述往返時(shí)間的所述步驟包括通過(guò)以下等式計(jì)算所述往返時(shí)間ATTsk的步驟:
RTTesti = a X RTTestj (1~ a) X RTTsample 其中，^是在最近的事務(wù)中與來(lái)自所述第i個(gè)相鄰對(duì)等點(diǎn)的響應(yīng)相關(guān)的往返時(shí)間，而a肩在范圍O〈 Ct〈 I中的加權(quán)值。
7.如權(quán)利要求2到6中的任一項(xiàng)所述的方法，還包括以下步驟: -確定所述覆蓋網(wǎng)絡(luò)中所述第一對(duì)等點(diǎn)(110)與其相鄰對(duì)等點(diǎn)(111-117)之間的估算最大消息往返時(shí)間RTTmx ； -通過(guò)以下等式確定(203)所述事務(wù)計(jì)時(shí)器值7>:
Tt 二 1g2(N) X RTT祖。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述確定所述估算最大消息往返時(shí)間ATTmr的步驟包括選擇最大的所述值的步驟。
9.如以上權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述確定所述平均消息往返時(shí)間RTTavg的所述步驟還包括從所述覆蓋網(wǎng)絡(luò)中的至少一個(gè)其它對(duì)等點(diǎn)(I11-117、120、130)收集相應(yīng)值并通過(guò)以下等式計(jì)算新平均值/PTTg的步驟:
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述值從至少一個(gè)相鄰對(duì)等點(diǎn)(111-117)收集。
11.如以上權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述傳送消息的步驟(204、304)使用RELOAD協(xié)議來(lái)完成。
12.一種包含N個(gè)的多個(gè)對(duì)等點(diǎn)的基于結(jié)構(gòu)化分布式散列表的對(duì)等覆蓋通信網(wǎng)絡(luò)中的第一對(duì)等點(diǎn)(110)，其中所述第一對(duì)等點(diǎn)(110)包括: -至少一個(gè)接口單元(1103)，配置成連接到所述覆蓋網(wǎng)絡(luò)中的至少一個(gè)相鄰對(duì)等點(diǎn)(111-117)； -計(jì)算單元(1100)； 其中，所述計(jì)算單元(1100)配置成執(zhí)行一種算法以監(jiān)控所述第一對(duì)等點(diǎn)(110)與第二對(duì)等點(diǎn)(130)之間的事務(wù)，包括以下步驟: 確定所述第一對(duì)等點(diǎn)(110)與其相鄰對(duì)等點(diǎn)(111-117)之間的平均消息往返時(shí)間RTTavg ； 通過(guò)以下等式確定重傳計(jì)時(shí)器的值Tr Tr = % Xlog2(N) X RTTavg ； 存儲(chǔ)所述值Tr并確定和存儲(chǔ)大于所述值Tr的事務(wù)計(jì)時(shí)器的值Tt ； 通過(guò)所述接口單元1103向消息要求響應(yīng)處的所述第二對(duì)等點(diǎn)130傳送所述消息； 以所述值7；啟動(dòng)所述事務(wù)計(jì)時(shí)器并以所述值啟動(dòng)所述重傳計(jì)時(shí)器，如果自傳送所述消息后的時(shí)間=Tr內(nèi)未接收到來(lái)自所述第二對(duì)等點(diǎn)130的響應(yīng)，則重傳所述消息；以及如果自傳送所述第一消息后的時(shí)間=Tt內(nèi)未接收到來(lái)自所述第二對(duì)等點(diǎn)130的所述響應(yīng)，則終止所述事務(wù)。
【文檔編號(hào)】H04L29/06GK103959697SQ201180075022
【公開(kāi)日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2011年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月25日
【發(fā)明者】J.梅恩帕亞 申請(qǐng)人:瑞典愛(ài)立信有限公司