校园网P2P 网络流量控制的研究

文/冯淑媛

P2P 网络应用在校园网中使用得非常广泛，对P2P 网络流量的有效控制是保障校园网稳定、高效运行的基础。本文论述了P2P技术的应用现状和对校园网络服务的影响，研究了主要的P2P 流量识别技术，提出校园网P2P 网络流量控制方法和与策略。

摘 要

【关键词】校园网 流量控制 P2P

随着互联网的飞速发展，高校网络应用越来越广泛，校园网在方便了教学、科研、办公等日常工作的同时，网络运行越来越繁杂，内容越来越丰富，除了网页浏览、在线通信、电子邮件等传统应用之外，还需要在线教学、实时互动交流、网络电话和视频等对网络实时性、稳定性要求更高的应用。P2P（Peer to Peer）即对等网络或对等连接，通过网络节点之间的直接交换实现计算机资源与信息的共享。P2P 与Client/Server 模式不同，在对等网络中，每个节点的地位都是相同的，具有客户端和服务器的双重特性，可以同时作为服务使用者和服务提供者。对等网络中的每一台计算机既可以是网络服务的使用者，又可以对其他计算机的请求做出响应，提供资源和服务。

P2P 技术的应用造成了校园网网络流量模型的变化，原来用户的下行流量（从网络到用户）远远大于上行流量（从用户到网络）。而P2P 应用在下载数据的同时也要上传数据，因此，用户的下行和上行流量都很大，使得网络非常拥堵，甚至可能会造成网络瘫痪。据统计，以迅雷、BT 下载等为代表的P2P 应用已经占据校园网络流量的主要部分，70% 的网络出口带宽被30% 的P2P 用户所占用，影响了校园网的正常使用。

1 P2P网络流量识别技术

在校园网中，要针对P2P 网络流量进行控制管理，首先必须对P2P 网络应用进行流量标识，然后再通过有效的策略、手段实现对P2P 网络流量的识别和控制，减少P2P 对现有网络及业务的冲击。目前，P2P 网络流量识别技术主要有以下三种。

1.1 基于数据包的无状态识别技术

基于数据包的无状态识别技术通过模式匹配的方式，对网络中的所有数据包进行模式匹配，而不用理会数据包之间的逻辑关系。该技术实现简单，但是由于需要检测大量的网络数据包，所以识别效率不高，而且容易形成网络瓶颈。

1.2 基于连接的有状态识别技术

基于数据包的无状态识别技术与传统防火墙中使用的技术类似。在识别过程中，将某个网络连接过程中所产生的数据包作为一个整体，如果其中一个或部分数据包符合规定的特征，那么这个网络连接就是符合该特征的连接。互联网中的节点大多都是网络交换节点，而P2P 终端之间的通信都会通过这些数量非常庞大网络交换节点。通过该技术所能识别的节点之间的通信非常有限，因此只适合于中小规模的网络，如校园网、中小型园区网等。

1.3 基于节点的有状态识别技术

在P2P 模式中，网络中的每个节点既是客户端，又是服务器，在网络中是完全平等的对等实体。一个典型的P2P 应用由很多网络节点组成，基于节点的有状态识别技术是在网络节点的通信过程中寻找特征值，这些特征值不仅仅是某个特定的连接，一旦特征值匹配，就会记录这个网络节点，而不是这条特定连接。如果识别出这个网络节点，那么通过该网络节点的所有数据就不必再次验证，所以识别效率较高。

2 校园网P2P网络流量控制方法

基于P2P 技术的应用在方便了某些用户的同时，严重占用了网络出口资源，在网络带宽资源有限的校园网中，为了满足教学和科研的需要，如何合理规划网络带宽，对网络流量进行有效控制成为必须解决的问题。根据P2P的技术特征，可以采取以下方法进行校园网P2P 网络流量控制。

2.1 增加更多的网络出口带宽

P2P 流量对网络带宽的占用导致其它网络业务无法正常使用，为保证关键业务的使用就必须扩充网络出口，因此也大大增加了运行成本。在增加网络出口带宽后，校园网用户访问互联网的速度会有明显提高。但是，增加的网络资源将很快被P2P 流量占用，长期来说校园网的网络状况不会有太大的改善。因此，还需要针对P2P 流量进行控制，充分利用现有资源保证关键业务的正常使用。

2.2 采用网络流量控制设备

校园网中原有的网络设备一般是基于三层的IP 管理设备，对P2P 应用的管理无能为力。网络流量控制设备通过将网络报文与P2P流量特征码进行比较，可以在复杂的流量环境下快速精确地识别P2P 流量。该设备支持对主流P2P 软件和即时通信软件的识别，支持按安全域或者接口进行P2P 流量识别，根据不同情况灵活实施，确保校园网有限资源的按需动态分配。

2.3 及时进行P2P流量统计分析

通过对校园网中的P2P 流量进行统计，统计信息区分安全域、接口和协议类型显示。管理员可以根据流量统计和流量分布情况，实时掌握校园网的网络运行状况、各项业务分布情况，并根据历史业务记录来设计更合理、更有效的流量控制策略，减少P2P 应用对校园网带宽资源的占用。通过对校园网业务流量最大、最小带宽采用保障或阻断等管理和控制手段，实现网络带宽的最优利用和网络业务的正常运行。

3 结束语

校园网P2P 网络流量的监控和管理是一个不断变化发展的过程，限制、封杀P2P 应用可以缓解网络出口带宽的压力，但不能根本解决问题。通过全面准确识别P2P 流量，制定合理的P2P 流量控制策略，可以真正实现校园网的有效管理，保证网络的关键应用，保障校园网的高效运行。

参考文献

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作者单位

湖南工业职业技术学院 湖南省长沙市

410208

●基金项目：湖南省教育厅科学研究项目（11C0454）