用于在對等覆蓋網(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)通常由通過具有顯著不同的5往返時間RTT延遲的不同接入技術(shù)互連的對等點組成。P2P網(wǎng)絡(luò)中的重傳和事務(wù)的當(dāng)前時間監(jiān)控具有固定值。它的缺點在于，如果計時器值太小，則會執(zhí)行不必要的重傳，盡管響應(yīng)正在途中。如果計時器值太大，則會導(dǎo)致過長的消息傳遞延遲。通過使計時器值適應(yīng)P2P覆蓋網(wǎng)絡(luò)中的狀況的方法和對等點克服了這些缺點。
【專利說明】用于在對等覆蓋網(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)點被稱作對等點(peer)，代表其他節(jié)點路由消息和存儲數(shù)據(jù)。覆蓋網(wǎng)絡(luò)使用分布式散列表(DHT)之類的算法來組織參與系統(tǒng)的對等點之間的互連的拓?fù)洹贒HT的P2P覆蓋網(wǎng)絡(luò)，假定環(huán)形拓?fù)?。這種情況如圖1所示。在這個網(wǎng)絡(luò)中，對等點110在環(huán)100上保持到其它對等點111-117的一組鏈路。這組鏈路是該對等點的路由表。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)用的可擴縮對等鎖定協(xié)議”中更詳細(xì)地描述了 Chord。除路由表之外，每個對等點110還保持另一個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等點110的緊接前趨113、114的指針。對等點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“相鄰對等點”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)中的對等點使用節(jié)點標(biāo)識符(節(jié)點ID)來識別。在給定對等點Iio想要端對端地傳送消息到另一對等點130時，它遵循遞歸路由過程。發(fā)起消息的對等點110查詢其路由表以找到目標(biāo)節(jié)點ID的最接近前趨(比如說對等點116)并將消息轉(zhuǎn)發(fā)到對等點116。然后，接收對等點116重復(fù)相同的路由過程。此遞歸路由過程會繼續(xù)(例如經(jīng)由對等點120)，直至消息到達(dá)目標(biāo)節(jié)點ID標(biāo)識的對等點130。
[0004]消息使用P2P信令協(xié)議來發(fā)送。消息及其響應(yīng)由端到端重傳和端對端事務(wù)計時器監(jiān)控。端對端重傳計時器由已引起消息的對等點110用于確定在如果沒有接收到響應(yīng)的情況下應(yīng)何時重傳消息。端對端重傳計時器是確定請求的最長有效期(即在如果沒有接收到響應(yīng)的情況下，在此時間后引起的對等點110認(rèn)為請求已失敗)的計時器。
[0005]端對端計時器不同于逐跳計時器。端對端計時器用于控制覆蓋網(wǎng)絡(luò)中跨多個中間跳的事務(wù)和重傳的有效期。相反，逐跳計時器由中間對等點用于轉(zhuǎn)發(fā)消息以控制兩個對等點之間的單跳上的重傳。后者的示例為TCP協(xié)議中的計時器。
[0006]P2P信令協(xié)議的一個示例是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)起對等點110使用固定的3秒端對端重傳計時器并如果在15秒的固定時間限制內(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)計時器)。
[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)中的對等點110可使用非常不同的接入技術(shù)在其路由表中保持與對等點111-117的鏈路。作為一個示例，給定對等點110的路由表可包含一個具有14.4 kbit/s帶寬的窄帶GSM數(shù)據(jù)鏈路的對等點115和另一個經(jīng)由具有100 Mbit/s帶寬的寬帶光纖到戶鏈路連接的對等點117，以及之間的任何裝置。此外，對等點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)的往返時間(RTT)可能屬于完全不同的量級。
[0008]但是，在如RELOAD等P2P信令協(xié)議中為端對端事務(wù)和重傳使用固定計時器值時，差異巨大的往返時間會導(dǎo)致問題。如果計時器值太小，這會導(dǎo)致不必要的重傳和被認(rèn)為已失敗的請求，盡管響應(yīng)正在途中。如果固定計時器值太大，結(jié)果則是要求重傳的事務(wù)具有過長的消息傳遞延遲。
[0009]事務(wù)計時器的固定值假定所有消息經(jīng)過覆蓋網(wǎng)絡(luò)中相同的跳數(shù)。由于消息經(jīng)過的跳數(shù)取決于來源和目的地節(jié)點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)大小或無線連接的信號強度)變化時，固定計時器值也不適用。
[0010]由于P2P覆蓋網(wǎng)絡(luò)基于事務(wù)超時來確定對等點有效性，配置不當(dāng)?shù)墓潭ㄓ嫊r器可能導(dǎo)致對失效對等點的過慢反應(yīng)以及甚至不必要地從路由表中刪除對等點。

【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。
[0012]這個目的通過一種在基于結(jié)構(gòu)化DHT的P2P覆蓋通信網(wǎng)絡(luò)中監(jiān)控兩個對等點端對端之間的事務(wù)的方法來實現(xiàn)，其中重傳和事務(wù)計時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)和對等點之間的不同距離)。
[0013]此方法包括確定覆蓋網(wǎng)絡(luò)中第一對等點與其相鄰對等點之間的平均數(shù)據(jù)分組往返時間的初始步驟。例如，這可通過計算第一對等點與其每個相鄰對等點之間的所測量RTT延遲的平均來完成。
[0014]下一步是為重傳計時器確定計時器值TR。此值通過以下等式計算:
Tr 二 1AX 1g2(N) X RTTavg
其中，N為覆蓋網(wǎng)絡(luò)中的對等點總數(shù)。
[0015]在從第一個對等點傳送需要來自第二個對等點的響應(yīng)的消息并且該消息是第一次發(fā)送時，重傳計時器和事務(wù)計時器均啟動。重傳計時器設(shè)置為確定的值事務(wù)計時器的值確定為7> 的值。例如，值可通過以下等式計算:
Tt 二 1g2(N) XRTTmax
其中，RTTmax是通過上述RTT延遲測量確定的最大RTT值。
[0016]如果自傳送消息后的時間=Tr內(nèi)未接收到來自第二端對端對等點的響應(yīng)，并且如果事務(wù)計時器仍在運行，則再次傳送消息并且以值&重新啟動重傳計時器。
[0017]如果自傳送第一消息后的時間=Tt內(nèi)未接收到來自第二對等點的響應(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值以處理對等點四處移動和/或加入和離開環(huán)形拓?fù)涞那樾巍?br> [0019]由于此方法使端對端重傳和事務(wù)計時器的值適合覆蓋網(wǎng)絡(luò)中的不同情況，所有這具有多個優(yōu)點。通過不同種類的接入技術(shù)和不同距離的對等點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。在確實需要重傳的情況中，可避免不必要的長消息延遲。此方法還使覆蓋網(wǎng)絡(luò)能夠比如果使用固定時間監(jiān)控時更快地檢測失效或脫離的對等點。此方法的實施例還能處理對等點加入和/或離開網(wǎng)絡(luò)時覆蓋網(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)置計時器。此方法中的個別步驟甚至可用于在SIP協(xié)議中設(shè)置計時器。
本發(fā)明還包括具有至少一個配置成連接到覆蓋網(wǎng)絡(luò)中的至少一個相鄰對等點和計算單元的接口單元的對等點。計算單元配置成執(zhí)行上述的監(jiān)控事務(wù)的方法。
[0020]現(xiàn)在將通過優(yōu)選實施例并且參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是示出P2P覆蓋網(wǎng)絡(luò)的環(huán)形拓?fù)涞暮喕驁D。
[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)的方法的對等點的實施例的框圖。
【具體實施方式】
[0024]為了示出固定計時器值的問題，已針對P2PSIP覆蓋網(wǎng)絡(luò)中的查找請求完成了多個延遲測量。這種情況如以下表I所示。
[0025]在測量中，RELOAD協(xié)議與上述固定3秒重傳計時器和15秒事務(wù)計時器一起使用。測量在三個網(wǎng)絡(luò)中進行:僅由具有高速LAN連接的對等點組成的1000對等點覆蓋網(wǎng)絡(luò)、由具有高速LAN連接的對等點組成的10000對等點覆蓋網(wǎng)絡(luò)以及僅由具有3G HSDPA蜂窩連接的對等點組成的2000對等點覆蓋網(wǎng)絡(luò)。下表清楚地示出固定計時器的問題。作為一個示例，在由HSDPA連接的對等點組成的2000對等點覆蓋網(wǎng)絡(luò)中，每個請求平均有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(見表I中的最大查詢事務(wù)延遲)，查詢請求事務(wù)延遲高于15秒事務(wù)計時器。這意味著查詢請求在許多情況下被錯誤地認(rèn)為已失敗，即使響應(yīng)正在途中。為克服此缺點，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個的多個對等點的基于結(jié)構(gòu)化分布式散列表的對等覆蓋網(wǎng)絡(luò)中監(jiān)控第一對等點(110)與第二對等點(130)之間的事務(wù)的所述第一對等點(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)中所述第一對等點(110)與其相鄰對等點(111-117)之間的平均消息往返時間 通過以下等式確定(202)重傳計時器的值 Tr =% X 1g2(N) X RTTavg ； 確定(203)大于所述值Tr的事務(wù)計時器的值Tt ； 從所述第一對等點(110)向消息要求響應(yīng)處的所述第二對等點(130)傳送(204)所述消息； 以所述值7；啟動(205)所述事務(wù)計時器； 以所述值&啟動(206)所述重傳計時器； 如果自傳送所述消息后的時間=&內(nèi)未接收到來自所述第二對等點(130)的響應(yīng)，則在如果所述事務(wù)計時器仍運行的情況下重復(fù)傳送(304)所述消息和啟動(305)所述重傳計時器的所述步驟； 如果自傳送所述第一消息后的時間=內(nèi)未接收到來自所述第二對等點(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間/PTTg通過以下等式來確定:
Σ R 燈SSTi航腦=^ 其中，K為相鄰對等點的數(shù)量，而為所述第一對等點(110)與第i個相鄰對等點(111-117)之間的估算消息往返時間。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，還包括通過定期測量傳送消息到所述第i個相鄰對等點(111-117)與所接收響應(yīng)的所述往返時間來估算所述消息往返時間的值并計算所測量值的平均的步驟。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述估算所述往返時間的所述步驟包括存儲與#個最近從所述第i個相鄰對等點(111、117)接收的響應(yīng)相關(guān)的所述往返時間和計算所述#個響應(yīng)的平均往返時間值的步驟。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述計算所述#個最近接收的響應(yīng)的所述平均往返時間的所述步驟包括選擇所述#個往返時間值的中值的步驟。
6.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述估算所述往返時間的所述步驟包括通過以下等式計算所述往返時間ATTsk的步驟:
RTTesti = a X RTTestj (1~ a) X RTTsample 其中，^是在最近的事務(wù)中與來自所述第i個相鄰對等點的響應(yīng)相關(guān)的往返時間，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)中所述第一對等點(110)與其相鄰對等點(111-117)之間的估算最大消息往返時間RTTmx ； -通過以下等式確定(203)所述事務(wù)計時器值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)利要求中的任一項所述的方法，其中，所述確定所述平均消息往返時間RTTavg的所述步驟還包括從所述覆蓋網(wǎng)絡(luò)中的至少一個其它對等點(I11-117、120、130)收集相應(yīng)值并通過以下等式計算新平均值/PTTg的步驟:
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述值從至少一個相鄰對等點(111-117)收集。
11.如以上權(quán)利要求中的任一項所述的方法，其中，所述傳送消息的步驟(204、304)使用RELOAD協(xié)議來完成。
12.一種包含N個的多個對等點的基于結(jié)構(gòu)化分布式散列表的對等覆蓋通信網(wǎng)絡(luò)中的第一對等點(110)，其中所述第一對等點(110)包括: -至少一個接口單元(1103)，配置成連接到所述覆蓋網(wǎng)絡(luò)中的至少一個相鄰對等點(111-117)； -計算單元(1100)； 其中，所述計算單元(1100)配置成執(zhí)行一種算法以監(jiān)控所述第一對等點(110)與第二對等點(130)之間的事務(wù)，包括以下步驟: 確定所述第一對等點(110)與其相鄰對等點(111-117)之間的平均消息往返時間RTTavg ； 通過以下等式確定重傳計時器的值Tr Tr = % Xlog2(N) X RTTavg ； 存儲所述值Tr并確定和存儲大于所述值Tr的事務(wù)計時器的值Tt ； 通過所述接口單元1103向消息要求響應(yīng)處的所述第二對等點130傳送所述消息； 以所述值7；啟動所述事務(wù)計時器并以所述值啟動所述重傳計時器，如果自傳送所述消息后的時間=Tr內(nèi)未接收到來自所述第二對等點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間=Tt內(nèi)未接收到來自所述第二對等點130的所述響應(yīng)，則終止所述事務(wù)。
【文檔編號】H04L29/06GK103959697SQ201180075022
【公開日】2014年7月30日 申請日期: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 申請人:瑞典愛立信有限公司