Ｐ２Ｐ技術(shù)在電信業(yè)務(wù)中的一種應(yīng)用

(北京郵電大學(xué) 網(wǎng)絡(luò)與交換技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 北京 100876)

摘要：沒(méi)有集中控制的P2P網(wǎng)絡(luò)中的任一端點(diǎn)既是服務(wù)者又是使用者，在電信業(yè)務(wù)中采用P2P技術(shù)，結(jié)合P2P優(yōu)勢(shì)的同時(shí)需要考慮業(yè)務(wù)部署的可管理性和可運(yùn)維性。將管理元數(shù)據(jù)抽象出來(lái)的分層可控的P2P業(yè)務(wù)模型給出了一種應(yīng)用的方式，并通過(guò)彩鈴業(yè)務(wù)提供了一種實(shí)現(xiàn)。

關(guān)鍵詞： 對(duì)等網(wǎng)； 電信業(yè)務(wù)； 彩鈴業(yè)務(wù)

中圖法分類號(hào)： TP311文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

文章編號(hào)： 1001 3695(2006)08－0228－04

Deploying Scheme of P2P Technology with Telecom Service

SHEN Qi wei， LIAO Jian xin

(State Key Laboratory of Networking Switching Technology， Beijing University of Posts Telecommunication，Beijing 100876，China)

Abstract: In a decentralized P2P network， each peer is both server and client， which can be called servent. To utilize P2P in telecom services， management and operation should be concerned too. A deploying scheme of a layered P2P model is provided which put the management metadata under the control and an implementation for CRBT service is also addressed.

Key words: P2P(Peer to Peer)； Telecom Service； CRBT Service

1 引言

隨著3G技術(shù)的成熟，受益于網(wǎng)絡(luò)帶寬的提高以及用戶接入手段的豐富，基于內(nèi)容提供的增值業(yè)務(wù)，如流媒體業(yè)務(wù)、手機(jī)電視、彩鈴等，成為了電信業(yè)務(wù)中一個(gè)關(guān)注的焦點(diǎn)。這些業(yè)務(wù)是一種用戶通過(guò)電信網(wǎng)絡(luò)，主動(dòng)（如手機(jī)電視業(yè)務(wù)：通過(guò)手機(jī)收看電視節(jié)目）或被動(dòng)（如彩鈴業(yè)務(wù)：在電話接續(xù)過(guò)程中，以音樂(lè)替代傳統(tǒng)回鈴音）的選擇并獲取內(nèi)容的增值業(yè)務(wù)，電信運(yùn)營(yíng)商可以通過(guò)三種方式提供內(nèi)容：①運(yùn)營(yíng)商提供自己的內(nèi)容；②運(yùn)營(yíng)商允許第三方提供內(nèi)容；③運(yùn)營(yíng)商提供接入到Internet的途徑[1]。

互聯(lián)網(wǎng)是核心簡(jiǎn)單、邊緣復(fù)雜；而電信網(wǎng)則是核心復(fù)雜、邊緣簡(jiǎn)單，這是電信網(wǎng)與Internet的

一個(gè)重要差別。電信業(yè)務(wù)重要的一點(diǎn)是需要提供服務(wù)質(zhì)量（QoS）的保證。內(nèi)容增值業(yè)務(wù)需要保證用戶請(qǐng)求的內(nèi)容的可用性，特別是對(duì)于與基本電信業(yè)務(wù)相結(jié)合的內(nèi)容增值業(yè)務(wù)，內(nèi)容的可用性尤為重要，因?yàn)檫@將直接影響到用戶對(duì)基礎(chǔ)電信業(yè)務(wù)的感受。將內(nèi)容駐留在電信網(wǎng)絡(luò)中能夠較好地實(shí)現(xiàn)對(duì)業(yè)務(wù)質(zhì)量的保證，如將視頻流媒體業(yè)務(wù)所需訪問(wèn)的內(nèi)容駐留在媒體服務(wù)器中；將彩鈴業(yè)務(wù)中所需的特色音樂(lè)駐留在鈴音服務(wù)器中，媒體服務(wù)器和鈴音服務(wù)器歸屬于電信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，具有更好的可控性以及健壯性要求。

目前，內(nèi)容增值業(yè)務(wù)內(nèi)容提供的方式采用的是典型的 Client/Server（C/S） 模式。在上述的內(nèi)容提供方式①、②中，運(yùn)營(yíng)商或第三方將內(nèi)容主動(dòng)上載到特定的服務(wù)器中；在方式③中，內(nèi)容存在于Internet特定的服務(wù)器中，用戶訪問(wèn)這一服務(wù)器獲取內(nèi)容。顯然，該方式存在著單點(diǎn)故障，可以通過(guò)多個(gè)備份服務(wù)器來(lái)解決。然而移動(dòng)用戶可能在網(wǎng)絡(luò)的不同接入點(diǎn)訪問(wèn)內(nèi)容，為了減少時(shí)延，需要將服務(wù)器分布到網(wǎng)絡(luò)中，對(duì)于這些大量分布的服務(wù)器的管理和配置成為一個(gè)挑戰(zhàn)。隨著Gnutella[2]，Napster[3]等提供內(nèi)容共享應(yīng)用的成功，P2P技術(shù)成為了一個(gè)研究的熱點(diǎn)。利用P2P技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)一種可擴(kuò)展、高可靠、自組織的業(yè)務(wù)疊加網(wǎng)絡(luò)，可以解決上述C/S模式帶來(lái)的一些問(wèn)題。與Best Effort的Internet不同，電信網(wǎng)絡(luò)要求提供QoS保證的業(yè)務(wù)，對(duì)業(yè)務(wù)的部署提出了可管理、高可靠、可運(yùn)維的要求，需要解決P2P網(wǎng)絡(luò)中電信業(yè)務(wù)所面臨的計(jì)費(fèi)、管理等問(wèn)題。這對(duì)不存在集中控制的P2P網(wǎng)絡(luò)在電信業(yè)務(wù)中的應(yīng)用提出了挑戰(zhàn)。如何合理地實(shí)施計(jì)費(fèi)，如何保證各節(jié)點(diǎn)和業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的安全，如何保證具有版權(quán)的內(nèi)容的正確使用，本文通過(guò)將文件共享這一最廣泛使用的P2P應(yīng)用部署到電信網(wǎng)絡(luò)中，回答了部分上述在電信業(yè)務(wù)中應(yīng)用P2P技術(shù)所面臨的問(wèn)題。

彩鈴業(yè)務(wù)由于需要大量具有版權(quán)的內(nèi)容（音樂(lè)鈴音），并且對(duì)內(nèi)容的實(shí)時(shí)性、可用性要求較高，同時(shí)對(duì)于移動(dòng)用戶還需要能在網(wǎng)內(nèi)不同地點(diǎn)訪問(wèn)內(nèi)容（音樂(lè)鈴音），因而是一個(gè)具有典型代表意義的內(nèi)容增值業(yè)務(wù)。我們以彩鈴業(yè)務(wù)為例，對(duì)P2P技術(shù)在電信業(yè)務(wù)中的一種應(yīng)用進(jìn)行了分析。

2 彩鈴業(yè)務(wù)

彩鈴業(yè)務(wù)是一種使用音樂(lè)鈴音替代普通回鈴音的增值業(yè)務(wù)，目前有基于智能網(wǎng)和基于交換機(jī)兩種主要解決方案。兩種方案的根本區(qū)別在于業(yè)務(wù)的觸發(fā)方式和由網(wǎng)絡(luò)中的哪個(gè)節(jié)點(diǎn)承擔(dān)音樂(lè)鈴音的接入，具體分析可見(jiàn)文獻(xiàn)[4]。兩種方案實(shí)現(xiàn)的業(yè)務(wù)屬性是一致的，業(yè)務(wù)的特色以及個(gè)性化主要體現(xiàn)在鈴音內(nèi)容的組織上。圖1給出了一種典型的彩鈴業(yè)務(wù)部署方案。

本文主要關(guān)注P2P技術(shù)在電信業(yè)務(wù)中的應(yīng)用。在現(xiàn)有的部署方案中，運(yùn)營(yíng)商采用集中部署的方式（如以省為單位部署彩鈴業(yè)務(wù)平臺(tái)）設(shè)置彩鈴業(yè)務(wù)門(mén)戶，各內(nèi)容提供商（CP）通過(guò)HTTP的PUT方法將提供的音樂(lè)鈴音（包括鈴音文件、試聽(tīng)文件、鈴音介紹、版權(quán)和定價(jià)信息等）上傳到運(yùn)營(yíng)商管理的彩鈴門(mén)戶，用戶通過(guò)訪問(wèn)彩鈴業(yè)務(wù)門(mén)戶來(lái)定制其個(gè)性化的彩鈴。由于彩鈴業(yè)務(wù)在服務(wù)過(guò)程中需要實(shí)時(shí)地使用鈴音文件，因此，彩鈴業(yè)務(wù)平臺(tái)中用于向用戶播放鈴音的設(shè)備（MS）通過(guò)FTP協(xié)議[5]將CP上載的鈴音復(fù)制到本地或者通過(guò)NSF協(xié)議直接訪問(wèn)彩鈴門(mén)戶中存儲(chǔ)的鈴音。

上述方案是一種典型的C/S結(jié)構(gòu)，其中彩鈴業(yè)務(wù)門(mén)戶是服務(wù)器，其客戶包括CP，MS和用戶三類。由于存在集中的服務(wù)器，因此便于管理，但隨著系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)大，這種部署方式也存在很多瓶頸。①隨著用戶規(guī)模的擴(kuò)大，一方面服務(wù)器的負(fù)荷線性增大，存在單點(diǎn)失效的問(wèn)題；另一方面，由于在播放鈴音時(shí)，需要建立彩鈴業(yè)務(wù)平臺(tái)到用戶接入點(diǎn)的電路[4] ，與業(yè)務(wù)平臺(tái)在不同地區(qū)的接入需要占用長(zhǎng)途電路（典型的為每用戶每呼叫20s），電路成本隨用戶規(guī)模增大而提高。②從CP角度而言，由于有多個(gè)運(yùn)營(yíng)商分地區(qū)部署了彩鈴業(yè)務(wù)，因此每個(gè)CP均需要向多個(gè)彩鈴業(yè)務(wù)平臺(tái)上傳鈴音，其管理、配置比較困難。解決第一個(gè)問(wèn)題的直接方法是將彩鈴業(yè)務(wù)平臺(tái)分布，業(yè)務(wù)根據(jù)就近的原則選取彩鈴業(yè)務(wù)平臺(tái)提供服務(wù)。這種解決方案使第二個(gè)問(wèn)題進(jìn)一步暴露。各種鈴音數(shù)據(jù)必須同步到達(dá)各地的鈴音平臺(tái)，這對(duì)于實(shí)施和管理均提出了挑戰(zhàn)。新增一個(gè)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)提供服務(wù)時(shí)需要將現(xiàn)有的數(shù)據(jù)同步到該服務(wù)器，同時(shí)各個(gè)CP或運(yùn)營(yíng)商需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行配置，使CP新發(fā)布的鈴音內(nèi)容能夠上傳到該服務(wù)器。而沒(méi)有集中管理，具有自組織性的P2P結(jié)構(gòu)提供了解決上述問(wèn)題的另一種思路。

3 P2P技術(shù)

P2P網(wǎng)絡(luò)是一種分布式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，所有參與端點(diǎn)（Peer）均向網(wǎng)絡(luò)共享自身的一些硬件資源（如處理器周期、存儲(chǔ)空間、帶寬等），這些共享的硬件資源能夠用于提供業(yè)務(wù)和內(nèi)容。所有這些資源可以被網(wǎng)絡(luò)中的任意端點(diǎn)直接訪問(wèn)。在網(wǎng)絡(luò)中，這些端點(diǎn)既是資源的提供者也是資源的請(qǐng)求者[7]。根據(jù)P2P網(wǎng)絡(luò)中是否存在提供某些特定功能的實(shí)體，P2P又可以分為純P2P網(wǎng)絡(luò)（Pure P2P）和混合P2P網(wǎng)絡(luò)（Hybrid P2P）。在文獻(xiàn)[7]中將Pure P2P定義為一種可以去除任何一個(gè)端點(diǎn)的P2P網(wǎng)絡(luò)，而存在提供網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)所需要的特定功能的實(shí)體的P2P網(wǎng)絡(luò)稱為混合P2P網(wǎng)絡(luò)。

在現(xiàn)有的P2P應(yīng)用中，Gnutella和Napster具有很好的代表性。Gnutella是一種純P2P網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，任何一個(gè)Gnutella端點(diǎn)均能通過(guò)Gnutella協(xié)議[8]連接到網(wǎng)絡(luò)，并定時(shí)向鄰節(jié)點(diǎn)發(fā)送Ping消息宣告自己的存在，同時(shí)應(yīng)答并轉(zhuǎn)發(fā)Ping消息，應(yīng)答信息中包含本端點(diǎn)的信息（如IP地址以及共享的文件數(shù)目和大小），通過(guò)這種機(jī)制維護(hù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。任意端點(diǎn)通過(guò)發(fā)送Query命令向鄰節(jié)點(diǎn)查詢所需要的文件，網(wǎng)絡(luò)采用一種基于Flood的路由算法廣播該查詢，當(dāng)某個(gè)端點(diǎn)本地有符合條件的文件時(shí)，應(yīng)答該消息。發(fā)起請(qǐng)求的端點(diǎn)直接連接到應(yīng)答端點(diǎn)下載所需的文件。Napster則是一種混合P2P網(wǎng)絡(luò)，在Napster網(wǎng)絡(luò)中提供了集中索引的服務(wù)器。該服務(wù)器存儲(chǔ)了某個(gè)在線端點(diǎn)集共享的文件索引，請(qǐng)求服務(wù)端點(diǎn)直接向該服務(wù)

器查詢所需的文件，在獲取服務(wù)器返回符合條件的目標(biāo)端點(diǎn)的地址信息后，請(qǐng)求服務(wù)端點(diǎn)直接連接到目標(biāo)端點(diǎn)下載指定的文件。

P2P通過(guò)對(duì)路由和查找相結(jié)合的方法解決資源的發(fā)現(xiàn)和使用這一分布式計(jì)算所面臨的共性問(wèn)題。純P2P網(wǎng)絡(luò)通過(guò)廣播的方式查找資源，該過(guò)程直到請(qǐng)求得到滿足或者廣播路徑中的跳數(shù)達(dá)到一定的閾值時(shí)終止。該模式在保持網(wǎng)絡(luò)維護(hù)簡(jiǎn)單性的同時(shí)，也帶來(lái)了查詢開(kāi)銷過(guò)大的問(wèn)題。以Gnutella為例，在最壞情況下，一次查詢網(wǎng)絡(luò)中傳遞的消息數(shù)達(dá)到了19 607個(gè) [9]。混合P2P網(wǎng)絡(luò)通過(guò)集中索引機(jī)制，顯著降低了資源查找的開(kāi)銷和時(shí)延，但維護(hù)索引的開(kāi)銷較大，特別是端點(diǎn)頻繁地加入/退出系統(tǒng)時(shí)，更新路由表的代價(jià)比較昂貴。

4 模型和實(shí)現(xiàn)

4.1 模型概述

在內(nèi)容增值業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)中，存在著內(nèi)容提供者（CP），內(nèi)容的消費(fèi)者（User），為了提供業(yè)務(wù)的質(zhì)量保證和可管理性，在運(yùn)營(yíng)商的管理域內(nèi)引入內(nèi)容管理者（CM），起到內(nèi)容索引以及版權(quán)管理、計(jì)費(fèi)等功能。內(nèi)容的消費(fèi)者包括終端用戶（TU）和網(wǎng)絡(luò)用戶（NU）兩類。前者為手機(jī)的終端，而后者則是網(wǎng)絡(luò)中內(nèi)容的直接使用者，包括對(duì)內(nèi)容進(jìn)行加工、組織的設(shè)備，如彩鈴業(yè)務(wù)中的鈴音播放設(shè)備這種直接獲取并消費(fèi)原始內(nèi)容的消費(fèi)者，同時(shí)又是終端用戶的內(nèi)容直接提供者。當(dāng)然，并不是所有業(yè)務(wù)中均需要這類節(jié)點(diǎn)存在，終端用戶也可以直接消費(fèi)網(wǎng)絡(luò)中的資源。這些節(jié)點(diǎn)組成一個(gè)P2P的疊加網(wǎng)，考慮到此類增值業(yè)務(wù)一般與基礎(chǔ)電信業(yè)務(wù)相結(jié)合（如語(yǔ)音呼叫、短信、彩信等），對(duì)內(nèi)容使用的實(shí)時(shí)性要求較高，因此，我們采用混合P2P的方式構(gòu)建系統(tǒng)。對(duì)于運(yùn)營(yíng)商管理域而言，CP是屬于域外的端點(diǎn)，考慮到版權(quán)以及相互間的競(jìng)爭(zhēng)等問(wèn)題，一般只允許每個(gè)CP訪問(wèn)管理屬于自己的內(nèi)容，而不允許訪問(wèn)其他CP的內(nèi)容。因此，這類端點(diǎn)是一種權(quán)力受限的端點(diǎn)。為了防止惡意節(jié)點(diǎn)的攻擊，需要建立一種安全機(jī)制。由運(yùn)營(yíng)商部署的提供一定業(yè)務(wù)能力的同類節(jié)點(diǎn)可以被認(rèn)為是可信的，因此，我們將安全機(jī)制建立在互信端點(diǎn)上才能連接到網(wǎng)絡(luò)的方式來(lái)防止非法節(jié)點(diǎn)的攻擊。對(duì)可信端點(diǎn)發(fā)放證書(shū)，擁有證書(shū)的端點(diǎn)才能夠連接到P2P網(wǎng)絡(luò)，證書(shū)分為若干個(gè)等級(jí)，不同類端點(diǎn)發(fā)放不同的證書(shū)，將在3.2節(jié)中進(jìn)行詳細(xì)描述。通過(guò)這種可控的P2P業(yè)務(wù)模型（圖2），我們將用于管理的元數(shù)據(jù)抽象到管理域，引入互信機(jī)制增強(qiáng)P2P網(wǎng)絡(luò)的安全性，同時(shí)不改變P2P網(wǎng)絡(luò)的自組織、自愈合等固有特征，以更好地提供服務(wù)。

CM位于業(yè)務(wù)管理層，用于保存業(yè)務(wù)的元數(shù)據(jù)，包括內(nèi)容的關(guān)鍵字信息、版權(quán)所有者、內(nèi)容的定價(jià)、內(nèi)容保存點(diǎn)索引等，在一個(gè)部署區(qū)可以根據(jù)數(shù)據(jù)量設(shè)置一個(gè)或多個(gè)。所有部署的CM和CP構(gòu)成這個(gè)2P網(wǎng)中的一個(gè)子網(wǎng)，在該子網(wǎng)中存儲(chǔ)了該P(yáng)2P網(wǎng)的所有管理元數(shù)據(jù)。同時(shí)，該子網(wǎng)類似于Napster中的集中索引服務(wù)器，為這個(gè)P2P網(wǎng)中的另一類端點(diǎn)User提供服務(wù)。

具體而言，CP₁作為一種受限的端點(diǎn)通過(guò)訪問(wèn)一個(gè)眾所周知的端點(diǎn)（如CM₁₁）連入該P(yáng)2P網(wǎng)，并通過(guò)學(xué)習(xí)不斷增多的鄰節(jié)點(diǎn)的信息，逐步建立起與若干CM（如CM ₁₁，CM₂₃等）以及若干User（如User₁₂，Userm₃等）的連接。當(dāng)CP發(fā)布新的內(nèi)容時(shí)，將內(nèi)容的元數(shù)據(jù)發(fā)布給某個(gè)或某幾個(gè)直接連接的CM（可以根據(jù)與CM之間的網(wǎng)絡(luò)連接情況等因素選擇合適的CMs），將內(nèi)容本身Push到0～n 個(gè)User中，并在元數(shù)據(jù)中標(biāo)明這些User的地址，如果Push到0個(gè)User，則將地址元數(shù)據(jù)填寫(xiě)為CP自己的地址。

內(nèi)容發(fā)布后，當(dāng)用戶訂購(gòu)該內(nèi)容時(shí)，訂購(gòu)請(qǐng)求被發(fā)送到業(yè)務(wù)管理域，管理域中接收該請(qǐng)求的CM采用路由搜索算法查找該內(nèi)容。查找到該內(nèi)容后，根據(jù)內(nèi)容元數(shù)據(jù)的版權(quán)信息判斷該內(nèi)容是否可以提供，同時(shí)根據(jù)元數(shù)據(jù)的定價(jià)信息，在管理域內(nèi)發(fā)布計(jì)價(jià)請(qǐng)求。當(dāng)與該用戶歸屬BOSS（運(yùn)營(yíng)支撐系統(tǒng)）有連接的CM收到該請(qǐng)求后生成計(jì)費(fèi)信息并返回肯定答復(fù)，此時(shí)向用戶返回包含該內(nèi)容的端點(diǎn)地址列表。用戶連接到該端點(diǎn)獲取并消費(fèi)該內(nèi)容。P2P網(wǎng)絡(luò)中的所有用戶必須通過(guò)訪問(wèn)管理域來(lái)獲取對(duì)內(nèi)容的訪問(wèn)，根據(jù)內(nèi)容的元數(shù)據(jù)實(shí)施計(jì)費(fèi)和版權(quán)的保護(hù)。但如果該用戶是終端用戶，僅依賴上述機(jī)制是無(wú)法保證內(nèi)容的合法應(yīng)用，因?yàn)榻K端用戶可以通過(guò)其他途徑來(lái)散布其獲取的內(nèi)容，此時(shí)必須結(jié)合特定的DRM（Digital

Rights Management）策略來(lái)完成對(duì)內(nèi)容的保護(hù)，如阻止獲取的內(nèi)容再次被轉(zhuǎn)發(fā)等。為了優(yōu)化性能，特別是降低業(yè)務(wù)時(shí)延，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)用戶而言，可以選擇一定的復(fù)制策略將內(nèi)容保存到本地，此時(shí)對(duì)于請(qǐng)求該內(nèi)容的服務(wù)，向CM上報(bào)計(jì)費(fèi)請(qǐng)求后直接為用戶提供服務(wù)；對(duì)于CM而言，可以采用優(yōu)化的路由搜索算法來(lái)加速搜索的時(shí)間。目前有大量的研究 [9，10]在改進(jìn)P2P中的路由搜索算法，這些研究的成果均可被用于改進(jìn)CM組成的P2P子網(wǎng)的查詢效率問(wèn)題。

4.2 模型在彩鈴業(yè)務(wù)中的實(shí)現(xiàn)

彩鈴業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)特征使其具有良好的自傳播性，用戶規(guī)模不斷擴(kuò)大，同時(shí)也培育起了一條用戶—運(yùn)營(yíng)商—內(nèi)容提供商的產(chǎn)業(yè)鏈，越來(lái)越多的內(nèi)容提供商開(kāi)始制作并提供各具特色的音樂(lè)鈴音，正如第1節(jié)中所提到的，原有的基于C/S模式的鈴音管理越來(lái)越難以維護(hù)和實(shí)施。我們將上述模型應(yīng)用到彩鈴業(yè)務(wù)的部署中，改進(jìn)了原先部署方案（圖1）中存在的瓶頸。

目前Z省有320萬(wàn)彩鈴用戶，在省會(huì)城市H部署了四套彩鈴業(yè)務(wù)平臺(tái)為全省用戶服務(wù)，共有17個(gè)CP提供了9 000多首鈴音，平均每個(gè)CP每個(gè)月新增20首鈴音。采用如圖2所示的可控的P2P模型提供一種新的部署方案，如圖3所示。

為了減少隨著用戶增加而增加的長(zhǎng)途電路的開(kāi)銷，在用戶密集的N地區(qū)和W地區(qū)增設(shè)鈴音播放設(shè)備（RN，相當(dāng)于圖2模型中的User角色），分別直接為N地區(qū)和W地區(qū)的用戶服務(wù)。我們?cè)O(shè)計(jì)了一套協(xié)議用于各端點(diǎn)間的通信，主要包括如下消息，消息采用XML格式：

(1)Login消息。登錄請(qǐng)求，包含消息序號(hào)、消息類型、用戶名、密碼、端點(diǎn)類型、端口、鏈路速度，該消息用于登錄P2P網(wǎng)絡(luò)。不同的端點(diǎn)類型采用不同的證書(shū)（用戶名/密碼對(duì)）連接到網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)證書(shū)的類型來(lái)確定端點(diǎn)的權(quán)限。當(dāng)一個(gè)端點(diǎn)啟動(dòng)時(shí)，首先連接到一個(gè)眾所周知的CM節(jié)點(diǎn)（這類節(jié)點(diǎn)至少設(shè)置兩個(gè)），通過(guò)這個(gè)CM學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)的情況連接到網(wǎng)絡(luò)。

(2)Logon消息。Login的應(yīng)答消息，包含消息序號(hào)、消息類型、驗(yàn)證結(jié)果、鄰節(jié)點(diǎn)信息（<地址 端點(diǎn)類型 優(yōu)先級(jí)>）列表、端點(diǎn)。端點(diǎn)A登錄端點(diǎn)B后，將Logon消息中返回B的鄰節(jié)點(diǎn)信息保存，根據(jù)預(yù)先設(shè)置的值，通過(guò)Login消息與其他端點(diǎn)建立連接。

(3)Ping消息。維護(hù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌⑿蛱?hào)、消息類型、端點(diǎn)類型、TTL、鏈路速度、性能負(fù)荷比。該消息由CM定時(shí)發(fā)送，其他CM收到后應(yīng)答并轉(zhuǎn)發(fā)給其余類型為CM的端點(diǎn)并減少TTL的值。如果TTL為0，則只應(yīng)答，不再轉(zhuǎn)發(fā)。另兩種端點(diǎn)類型（CP和RN）收到Ping消息后，只將本地鄰節(jié)點(diǎn)信息中對(duì)應(yīng)項(xiàng)的值更新，不應(yīng)答也不進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。當(dāng)指定時(shí)間內(nèi)沒(méi)有收到Ping消息，則認(rèn)為該主機(jī)不活動(dòng)了。

(4)Pong消息。Ping消息的應(yīng)答消息，包含消息序號(hào)、消息類型、端點(diǎn)類型、主機(jī)IP地址、主機(jī)端口、文件索引數(shù)。

(5)Query消息。查詢服務(wù)CM的地址（當(dāng)RN或CP連接的CM個(gè)數(shù)小于指定的閾值則發(fā)起該查詢，以保證與業(yè)務(wù)管理域保持連接狀態(tài)）。查找鈴音文件或查找定制文件信息（元數(shù)據(jù)），包含消息序號(hào)、消息類型、操作類型（查詢CM、查找鈴音文件、定制鈴音）、TTL。該消息主要由RN發(fā)起，RN根據(jù)所連接的CM列表中的性能負(fù)荷比以及鏈路速度等信息，選擇一個(gè)CM為其服務(wù)，如果服務(wù)CM無(wú)法直接滿足該請(qǐng)求，則就在業(yè)務(wù)管理域內(nèi)廣播該請(qǐng)求，直到獲得結(jié)果或者TTL為0結(jié)束。獲取結(jié)果后，將結(jié)果返回給RN并緩存該結(jié)果。當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)該結(jié)果被反復(fù)請(qǐng)求的次數(shù)達(dá)到設(shè)置的閾值，則將該信息添加到本地。

(6)QueryRep消息。Query消息的應(yīng)答消息，包含消息序號(hào)、消息類型、操作類型（對(duì)應(yīng)Query中的操作類型）、查詢結(jié)果（〈IP地址 端口〉）列表、鈴音文件元數(shù)據(jù)。

(7)Account消息。用于發(fā)起計(jì)費(fèi)請(qǐng)求，包含消息序號(hào)、消息類型、用戶標(biāo)志、鈴音文件元數(shù)據(jù)。

(8)AccountRep消息。Account消息的應(yīng)答，包含消息序號(hào)、消息類型、用戶標(biāo)志和源消息序號(hào)。

(9)File消息。用于獲取鈴音文件，包含消息序號(hào)、消息類型、文件索引、操作類型（增加或刪除）、接收文件的主機(jī)地址和端口。該消息主要由RN發(fā)起，請(qǐng)求對(duì)指定文件的操作。

在實(shí)際應(yīng)用中，由于RN設(shè)備擔(dān)負(fù)了播放鈴音的功能，RN不適合與CP直接連接（為保證安全，其拓?fù)湟残鑼?duì)CP不可見(jiàn)）。因此在RN前設(shè)置鈴音服務(wù)器，一臺(tái)或幾臺(tái)RN共享一臺(tái)鈴音服務(wù)器，并用防火墻將鈴音服務(wù)器與業(yè)務(wù)網(wǎng)隔離，這樣即使鈴音服務(wù)器被攻擊，也不影響核心業(yè)務(wù)的運(yùn)行。同時(shí)，在鈴音服務(wù)器中增加了自動(dòng)的鈴音檢查工具，防止非法的鈴音進(jìn)入業(yè)務(wù)平臺(tái)。

用戶定制鈴音的方式也得到了改進(jìn)，除了登錄運(yùn)營(yíng)商提供的彩鈴業(yè)務(wù)門(mén)戶外，也可以通過(guò)擁有自己門(mén)戶網(wǎng)站的CP（如圖3中的CP 1，CP 3）的門(mén)戶及進(jìn)行鈴音的定制。此時(shí)定制請(qǐng)求通過(guò)CP進(jìn)入業(yè)務(wù)管理域，根據(jù)存放于業(yè)務(wù)管理域的定制元數(shù)據(jù)進(jìn)行定制，進(jìn)一步拓寬了彩鈴業(yè)務(wù)的產(chǎn)業(yè)鏈。

5 相關(guān)工作和結(jié)論

隨著Napster[3]，Gnutella[2]，F(xiàn)reeNet[11]，Skype[12]等采用P2P技術(shù)應(yīng)用的成功，P2P技術(shù)越來(lái)越受到關(guān)注。目前大量的研究集中于提高P2P路由搜索算法的效率[9，10]，健壯性[13]等領(lǐng)域，盡管文獻(xiàn)[14]對(duì)P2P應(yīng)用的可運(yùn)營(yíng)性提出了建議，但并未給出一種可行的實(shí)現(xiàn)模型。本文通過(guò)在電信的內(nèi)容增值業(yè)務(wù)領(lǐng)域應(yīng)用P2P技術(shù)，提出了一種兩層的可控的P2P業(yè)務(wù)模型，并給出了在彩鈴業(yè)務(wù)中的一種實(shí)現(xiàn)。采用混合P2P的方案，將管理元數(shù)據(jù)抽象到業(yè)務(wù)管理域，并采用類似Gnutella的方式組成一個(gè)P2P子網(wǎng)，而服務(wù)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成業(yè)務(wù)網(wǎng)層，將業(yè)務(wù)管理域的P2P子網(wǎng)作為索引服務(wù)器，構(gòu)成一個(gè)類似Napster結(jié)構(gòu)的P2P網(wǎng)絡(luò)。業(yè)務(wù)管理域內(nèi)各個(gè)節(jié)點(diǎn)直接與電信運(yùn)營(yíng)支撐系統(tǒng)（BOSS）交互，完成計(jì)費(fèi)、用戶數(shù)據(jù)相關(guān)處理等工作，實(shí)現(xiàn)可運(yùn)營(yíng)性。

但是，也應(yīng)該看到，與傳統(tǒng)的C/S結(jié)構(gòu)相比，由于P2P網(wǎng)絡(luò)的自組織性，使得網(wǎng)絡(luò)在維護(hù)拓?fù)湟约八饕矫嬖黾恿司W(wǎng)絡(luò)的開(kāi)銷，但本文所提出的模型與具體采用的P2P搜索路由算法等技術(shù)無(wú)關(guān)，可以不斷根據(jù)各種針對(duì)P2P的研究成果進(jìn)行改進(jìn)。在彩鈴業(yè)務(wù)中的應(yīng)用，目前端點(diǎn)數(shù)目還比較有限（不到100個(gè)），尚不能完全體現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)，但該應(yīng)用模式可以真正體現(xiàn)“一點(diǎn)接入，全網(wǎng)服務(wù)”。通過(guò)對(duì)現(xiàn)有協(xié)議的簡(jiǎn)單改進(jìn)（增強(qiáng)安全機(jī)制），可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)區(qū)域、多個(gè)運(yùn)營(yíng)商、多個(gè)CP的合作，利于CPs面向整個(gè)網(wǎng)絡(luò)提供內(nèi)容，促進(jìn)增值業(yè)務(wù)的發(fā)展。

由于現(xiàn)有的電信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)設(shè)施是一個(gè)典型分級(jí)網(wǎng)絡(luò)，與P2P這種偏平的網(wǎng)絡(luò)存在差異，因此P2P技術(shù)與電信網(wǎng)絡(luò)的緊密結(jié)合面臨著巨大挑戰(zhàn)。很多標(biāo)準(zhǔn)組織和運(yùn)營(yíng)商目前正致力于下一代網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)體制的研究，隨著電信網(wǎng)絡(luò)與Internet Protocol（IP）技術(shù)越來(lái)越緊密的結(jié)合，P2P技術(shù)與電信業(yè)務(wù)的結(jié)合將成為一個(gè)研究的重點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1] C Ahlert， et al. European 3G Mobile Industry Self regulation: IAPCODE Background Paper[EB/OL].http://www.selfregulation.info/iapcoda/031106 mobiles revised bckgrd.pdf，2005-04.

[2] Gnutella Home Page[EB/OL].http://www.gnutella.com.

[3] Napster Home Page[EB/OL].http://www.napster.com.

[4] 沈奇威，廖建新.彩鈴業(yè)務(wù)的研究和設(shè)計(jì)[C].重慶：第九屆全國(guó)青年通信學(xué)術(shù)會(huì)議論文，2004.

[5] J Postel， et al. File Transfer Protocol[S].IETF RFC959，1985.

[6] Sun Microsystems.NFS:Network File System Protocol Specification[S]. IETF RFC 1094，1989.

[7] R Schollmeier.A Definition of Peer to Peer Network for the Classification of Peer to Peer Architecture and Applications[C].Proceedings of the 1st International Conference on Peer to Peer Computing(P2P ’01 )，2002.

[8] The Gnutella Protocol Specification v0.4[EB/OL].http://www9.limewire.com/developer/gnutella_protocol_0.4.pdf.

[9] 周世杰， 秦志光， 劉錦德.對(duì)等網(wǎng)絡(luò)中基于團(tuán)體的分布式路由協(xié)議中的可靠路由規(guī)則[J].計(jì)算機(jī)科學(xué)， 2004，31(5)：34-37.

[10] I Stoica， R Morris， D Liben Nowell， et al .Chord:A Scalable Peer to Peer Lookup Protocol for Internet Applications[C].San Diego， California:Proc. of ACM SIG COMM，2001.149-160.

[11] FreeNet Home Page[EB/OL].http://freenet.sourceforge.com.

[12] Skype Home Page[EB/OL].http://www.skype.com.

[13] K Gummadi， R Gummadi，S Gribble， et al .The Impact of DHT Routing Geometry on Resilience and Proximity[C].Karlsruhe，Germany:The 2003 Conference on Applications， Technologies，Architectures and Protocols for Computer Communications，2003.381-394.

[14] E Turcan， R L Graham.Getting the Most from Accountability in P2P[C].Linkping，Sweden:Proceedings of the 1st International Confe rence on Peer to Peer Compu

ting(P2P 2001)，2001.27-29.

作者簡(jiǎn)介：沈奇威(1976 )，男，浙江人，博士研究生，研究方向?yàn)橥ㄐ跑浖涣谓ㄐ?1965-)，男，四川人，教授，博士研究生，中心主任，研究方向?yàn)橥ㄐ跑浖⒂?jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)。

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請(qǐng)以PDF格式閱讀原文。