專利名稱：一種基于反饋的分布式網絡流量聯(lián)合優(yōu)化系統(tǒng)及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及互聯(lián)網技術領域，具體涉及一種基于反饋的分布式網絡流量聯(lián)合優(yōu)化 系統(tǒng)及方法。
背景技術：
隨著因特網及其應用的高速發(fā)展，網絡應用尤其是點對點(peer-to-peer，即 P2P)應用逐漸成為人們日常工作和生活中必不可少的工具。然而，P2P應用只是簡單地把 底層網絡當作一個透明的數(shù)據(jù)管道來使用，完全沒有考慮互聯(lián)網服務提供商ISP的網絡特 點、資源分配和運營，從而導致對網絡資源的低效使用。這種低效率使用網絡資源主要表現(xiàn) 在P2P應用的流量在網絡中分布無序、廣泛而無處不在，占用大量帶寬，降低運營商網絡效 率，也降低了包括P2P應用自身和其他關鍵網絡應用的性能。其結果是這些應用的普及給 基礎網絡運營商的網絡帶寬造成非常大的壓力，常常是網絡運營商擴容多少帶寬，P2P應用 就占用多少帶寬，這也導致Web瀏覽等正常的互聯(lián)網業(yè)務受到影響。在這種情況下，P2P應用面臨的主要問題是提高終端用戶性能體驗和整個系統(tǒng)可 擴展性，而網絡運營商面臨的主要問題是如何管理和控制P2P應用，提高P2P應用對網絡帶 寬的使用效率。目前網絡運營商影響和管理P2P應用的主要方式和技術手段有兩個。第一 種方式是基于P2P應用流量識別的流量控制。然而這種手段嚴重依賴于設備制造商生產的 流量識別設備，這些設備則依賴于對公開的P2P應用協(xié)議的分析和對未公開P2P應用協(xié)議 的逆向工程，從而識別網絡應用及其流量的類別，并對識別出來的P2P應用流量進行管理， 例如限制被識別的P2P應用所使用的帶寬。第二種方式是使用P2P應用流量緩存設備。這 種設備仍然依賴于對已知工作原理和協(xié)議的P2P應用的流量識別，把識別出的P2P應用流 量重新定向到部署的緩存設備，從而降低對骨干傳輸網絡帶寬的占用。這種手段建立在對 P2P應用協(xié)議和原理的徹底了解的基礎上，比第一種手段要求更高。以上工作方式和技術手段有著根本缺陷，即它們都嚴重依賴于P2P應用流量識別 技術。目前幾乎所有的流量識別技術都是基于協(xié)議端口號和深度封包檢測(DPI)；然而， P2P應用可以很容易地使用(部分P2P應用已經開始使用)動態(tài)端口和流量加密技術避免 被網絡運營商的流量識別設備所識別。在這種情況下，基于流量識別的應用流量控制設備 以及應用緩存設備將無法真正有效地作用。此外，使用這些設備不僅大量地增加了網絡運 營商的運營成本，也導致增加了 P2P應用的復雜度、降低了互操作性，同時加深了雙方的分 歧和不信任。在這場爭奪網絡資源控制權的斗爭中，由于P2P應用的極大自適應能力，網絡 運營商始終處于被動應對的地位?，F(xiàn)有的相關專利文獻包括兩類。第一類為基于使用特征碼、DPI或者類似技術進行P2P應用和流量識別并實施管 理和控制的方案，包括專利申請?zhí)枮?00810125040.3的中國專利申請“一種流量控制方 法和裝置”、專利申請?zhí)枮?00810166804. 3的中國專利申請“P2P流量控制方法及裝置”、 專利申請?zhí)枮?00710111489. X的中國專利申請“點對點流量優(yōu)化方法和系統(tǒng)”、專利申請?zhí)枮?00610039059. 7的中國專利申請“基于對等網絡的分布式流量管理方法”、專利申 請?zhí)枮?00510109125.9的中國專利申請“對點到點應用進行限流的方法”、專利申請?zhí)枮?200510096095. 2的中國專利申請“基于P2P高速下載軟件產生流量的發(fā)現(xiàn)及控制方法”。第二類是不需要特殊的P2P流量識別就能實施P2P管理和控制的方案，包括專 利號為ZL200610011787.7的中國專利“基于聯(lián)邦模型的P2P網絡管理方法”、專利申請 號為200710013549.4的中國專利申請“一種優(yōu)化城域網內P2P傳輸?shù)姆椒ā焙蛯＠枮?ZL200510086903. 7的中國專利“基于全局Internet拓撲知識的P2P應用構建方法”。第一類相關專利文獻都存在以下不足，即需要對流量進行識別，不適用于P2P應 用使用動態(tài)端口或者流量加密等技術的情況。具體而言，專利申請?zhí)枮?00810125040. 3、 200810166804. 3、200710111489. X的中國專利申請都依賴于使用協(xié)議類型、協(xié)議端口號、或 者DPI進行流量識別，對無法識別的流量不能管理和控制。專利申請?zhí)枮?00610039059. 7 的中國專利申請依賴于用戶安裝特定的P2P客戶端軟件進行流量管理。專利申請?zhí)枮?200510109125. 9的中國專利申請依賴于具體流量統(tǒng)計信息例如目的地址變化速率和新建 會話個數(shù)等識別P2P應用從而進行流量限制。專利申請?zhí)枮?00510096095. 2的中國專利 申請依賴于根據(jù)數(shù)據(jù)包計算的特征碼/關鍵字和預先定義的P2P應用特征碼庫匹配決定一 種應用和流量是否屬于P2P應用，并進行相應的控制。第二類相關專利文獻都存在不足。具體而言，專利申請?zhí)枮閆L200610011787. 7的 中國專利存在以下不足一是所有P2P終端用戶的客戶端和P2P應用的服務器端都必須按 照要求修改其自身的程序，以實現(xiàn)與新系統(tǒng)的對接；同樣，所有ISP都必須使用特殊的客戶 端或者接口與新系統(tǒng)的對接，二者缺一不可；二是P2P端的通常需要保密的終端用戶和客 戶端信息被傳遞給了 ISP，而ISP需要保密的路由等信息也被傳遞給了 P2P端，二者缺一不 可，也造成了關鍵和敏感信息的泄漏。專利申請?zhí)枮?00710013549. 4的中國專利申請存在 以下不足一是僅在一個城域網范圍內起作用，二是需要對所有路由器/交換機按照要求 進行特殊編碼，三是需要修改所有P2P客戶端使用這些特殊編碼，四是這種方案不能反映 網絡資源使用情況的變化，也不能滿足ISP對網絡進行動態(tài)優(yōu)化的需要。這些要求都極大 地限制了這個方案的實用性和可行性。第ZL200510086903. 7號中國專利存在以下不足一 是需要修改所有P2P客戶端和服務器端使用全局Internet信息(包括IP地址、地址前綴 和自治域號碼)；二是這些信息都是靜態(tài)信息，完全不反映網絡資源的動態(tài)變化情況，也不 能滿足ISP對網絡進行動態(tài)管理和優(yōu)化的需要。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于，提供一種基于反饋的分布式網絡流量聯(lián)合優(yōu)化系統(tǒng)及方法， 允許和實現(xiàn)互聯(lián)網服務提供商ISP和網絡應用包括P2P通過安全、保密的反饋進行合作、聯(lián) 合對網絡流量和網絡效率進行分布式優(yōu)化和控制，這種反饋和聯(lián)合優(yōu)化與控制無需應用了 解具體網絡、也無須網絡了解具體應用，達到ISP節(jié)省帶寬、優(yōu)化網絡資源配置并且網絡應 用提高性能和終端用戶體驗的雙贏目的。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案一種基于反饋的分布式網絡流量聯(lián)合優(yōu)化系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括聯(lián)合優(yōu)化與控制服務單元，用于構建ISP和網絡應用之間的反饋渠道，ISP通過該反饋渠道自動發(fā)布對其網絡的資源使用情況的反饋信息，網絡應用通過該反饋渠道獲取反 饋信息；自適應調整單元，用于在網絡應用收到反饋信息后，按照反饋信息進行自適應的 調整網絡應用對網絡資源的使用。優(yōu)選地，該系統(tǒng)還包括請求發(fā)起單元，請求發(fā)起單元，用于在網絡應用占用網絡資源前發(fā)起反饋請求；聯(lián)合優(yōu)化與控制服務單元包括反饋和優(yōu)化控制計算單元，用于在接收到網絡應用的反饋請求后根據(jù)網絡狀態(tài)數(shù) 據(jù)生成反饋信息；應用數(shù)據(jù)通信接口，用于接收網絡應用發(fā)起的反饋請求并將其轉發(fā)給反饋和優(yōu)化 控制計算單元，將生成的反饋信息返回給網絡應用。優(yōu)選地，所述聯(lián)合優(yōu)化與控制服務單元還包括ISP配置和管理接口、網絡運營策 略和狀態(tài)數(shù)據(jù)庫，所述ISP配置和管理接口包括網絡運營策略獲取單元、網絡運營狀態(tài)獲取單元， 其中網絡運營策略獲取單元用于提取網絡運營策略數(shù)據(jù)并將其存儲到網絡運營策略 和狀態(tài)數(shù)據(jù)庫；網絡運營狀態(tài)獲取單元用于提取網絡運營狀態(tài)數(shù)據(jù)并將其存儲到網絡運營策略 和狀態(tài)數(shù)據(jù)庫；所述反饋和優(yōu)化控制計算單元與網絡運營策略和狀態(tài)數(shù)據(jù)庫連接，所述網絡狀態(tài) 數(shù)據(jù)包括當前網絡運營策略和運營狀態(tài)數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，所述ISP配置和管理接口還包括優(yōu)化與控制策略獲取單元，用于提取優(yōu)化與控制反饋策略數(shù)據(jù)；優(yōu)化與控制反饋策略分析單元，用于根據(jù)優(yōu)化與控制反饋策略數(shù)據(jù)獲取生成所述 反饋信息所需的控制信息并發(fā)送給反饋和優(yōu)化控制計算單元。優(yōu)選地，所述ISP配置和管理接口還包括應用場景定義單元和應用場景分析單 元，應用場景定義單元用于提取應用場景定義數(shù)據(jù)；應用場景分析單元用于根據(jù)應用場景定義數(shù)據(jù)提取包括應用識別方式、應用反饋 信息的應用場景策略數(shù)據(jù)；所述聯(lián)合優(yōu)化與控制服務單元還包括應用場景庫，用于存儲所述應用場景策略數(shù) 據(jù)；所述反饋和優(yōu)化控制計算單元與應用場景庫連接，所述網絡狀態(tài)數(shù)據(jù)包括所述應 用場景策略數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，所述ISP配置和管理接口還包括服務授權請求獲取單元，用于提取服務 授權配置信息；所述聯(lián)合優(yōu)化與控制服務單元還包括授權單元，用于根據(jù)所述服務授權配置信息 確定網絡應用是否應被授權及進行授權檢查。本發(fā)明還提供了一種利用上述系統(tǒng)的基于反饋的分布式網絡流量聯(lián)合優(yōu)化方法，該方法包括以下步驟構建ISP和網絡應用之間的反饋渠道，ISP通過該反饋渠道自動發(fā)布對其網絡的 資源使用情況的反饋信息，網絡應用通過該反饋渠道獲取反饋信息；在網絡應用收到反饋信息后，按照反饋信息進行自適應的調整網絡應用對網絡資 源的使用。優(yōu)選地，該方法在自動發(fā)布反饋信息的同時還包括以下步驟Si，網絡應用占用網絡資源前先由請求發(fā)起單元發(fā)起反饋請求；S2，通過應用數(shù)據(jù)通信接口接收網絡應用發(fā)起的反饋請求并將其轉發(fā)給反饋和優(yōu) 化控制計算單元；S3，反饋和優(yōu)化控制計算單元在接收到網絡應用的反饋請求后根據(jù)網絡狀態(tài)數(shù)據(jù) 生成反饋信息；S4，通過應用數(shù)據(jù)通信接口將生成的反饋信息返回給網絡應用；S5，在網絡應用收到反饋信息后，自適應調整單元按照反饋信息進行網絡應用對 網絡資源使用方式的自適應調整。優(yōu)選地，該方法還包括實時獲取進入ISP配置和管理接口的請求并判斷其類型的 步驟若請求類型為網絡運營策略，則由網絡運營策略獲取單元提取該請求并將其存儲 到網絡運營策略和狀態(tài)數(shù)據(jù)庫；若請求類型為網絡運營狀態(tài)，則由網絡運營狀態(tài)獲取單元提取該請求并將其存儲 到網絡運營策略和狀態(tài)數(shù)據(jù)庫；若請求類型為優(yōu)化與控制反饋策略，則由優(yōu)化與控制策略獲取單元提取該請求； 由優(yōu)化與控制反饋策略分析單元根據(jù)該請求提取生成所述反饋信息所需的控制信息并發(fā) 送給反饋和優(yōu)化控制計算單元；若請求類型為應用場景定義，則由應用場景定義單元提取該請求，由應用場景分 析單元根據(jù)該請求提取包括應用識別方式、應用反饋信息的應用場景策略數(shù)據(jù)，將其存儲 到應用場景庫；若請求類型為服務授權請求，則由服務授權請求獲取單元提取該請求；由授權單 元根據(jù)該請求確定網絡應用是否應被授權及進行授權檢查。優(yōu)選地，步驟Sl中反饋請求包括反饋類型、自身應用類型及授權信息；步驟S2中還包括從反饋請求中提取反饋類型、自身應用類型及授權信息的步驟； 之后還包括步驟S21，利用授權單元對提取的授權信息進行合法性和有效性檢查，若檢查通過，則 執(zhí)行步驟S22，否則執(zhí)行步驟S23 ；S22，允許所提取的反饋類型、自身應用類型發(fā)送到反饋和優(yōu)化控制計算單元；S23，拒絕所提取的反饋類型、自身應用類型發(fā)送到反饋和優(yōu)化控制計算單元，輸 出請求無效反饋信息并反饋給網絡應用。優(yōu)選地，步驟S21中授權單元對提取的授權信息進行合法性和有效性檢查包括以 下子步驟S211，確定包含發(fā)起反饋請求的網絡應用所在網絡的對應網絡，并從網絡運營策略和狀態(tài)數(shù)據(jù)庫提取該對應網絡的網絡運營策略和運營狀態(tài)數(shù)據(jù)；S212，從步驟S211中提取的網絡運營策略和運營狀態(tài)數(shù)據(jù)提取出對應網絡的授 權配置信息；S213，根據(jù)步驟S212中提取的授權配置信息，對授權信息的合法性和有效性進行 檢查若所述授權信息為授權數(shù)據(jù)且檢查通過，執(zhí)行步驟S22 ；若所述授權信息為授權請求，則根據(jù)授權配置信息判斷是否允許對發(fā)起授權請求 的網絡應用提供授權服務，若允許，則為該網絡應用生成授權數(shù)據(jù)并返回給數(shù)據(jù)通信接口 模塊；若不允許，則返回拒絕授權信息給應用數(shù)據(jù)通信接口模塊。優(yōu)選地，步驟S3包括以下子步驟S301，確定包含發(fā)起反饋請求的網絡應用所在網絡的對應網絡；S302，從網絡運營策略和狀態(tài)數(shù)據(jù)庫中提取對應網絡的網絡運營策略和運營狀態(tài) 數(shù)據(jù)；S303，根據(jù)所述自身應用類型，從應用場景庫中提取發(fā)起反饋請求的網絡應用對 應的應用場景策略數(shù)據(jù)；S304，根據(jù)所述反饋類型、步驟S302提取的網絡運營策略和運營狀態(tài)數(shù)據(jù)、步驟 S302中提取的應用場景策略數(shù)據(jù)，為該應用場景計算在所提取的網絡運營策略和運營狀態(tài) 下的反饋類型的反饋信息。利用本發(fā)明提供的基于反饋的分布式網絡流量聯(lián)合優(yōu)化系統(tǒng)及方法，具有以下有 益效果1)本發(fā)明引入了反饋和優(yōu)化控制計算單元，其根據(jù)ISP網絡運營策略和運營狀態(tài) 等為網絡應用提供資源使用、優(yōu)化和控制的反饋信息，該反饋信息能夠引導網絡應用對網 絡資源的最佳使用，達到ISP期望的流量優(yōu)化及控制和網絡應用期望的提高用戶體驗、改 善應用性能的雙贏目的；2)對敏感數(shù)據(jù)保密性和安全性作了特殊有效地處理，使得ISP無需獲知網絡應用 的客戶端分布和流量分布具體情況就能夠為它們提供反饋信息引導其優(yōu)化資源使用，也使 得網絡應用無需獲知ISP的具體網絡狀態(tài)就能夠優(yōu)化流量分布和資源使用，這樣ISP的敏 感數(shù)據(jù)(例如網絡拓撲，網絡策略，路由等)不會散布到網絡應用中，網絡應用的敏感數(shù)據(jù) 也不會被ISP收集到，因此，雙方的敏感數(shù)據(jù)都對對方不可見，保證了敏感數(shù)據(jù)保密性和安 全性；3)本發(fā)明還提供了可選的應用場景庫，針對特定的網絡應用定義應用場景，包括 跟此應用相關的具體/特殊信息，例如應用的資源選擇算法和資源使用算法，應用性能指 標等，使得反饋和優(yōu)化控制計算單元能夠根據(jù)網絡應用的特殊性為應用提供定制的精細反 饋信息，進一步提高網絡應用的性能，優(yōu)化網絡資源和流量。
圖1為本發(fā)明實施例中基于反饋的分布式網絡流量聯(lián)合優(yōu)化系統(tǒng)結構框圖；圖2為本發(fā)明實施例中基于反饋的分布式網絡流量聯(lián)合優(yōu)化方法流程圖；圖3為本發(fā)明實施例中ISP配置和管理接口模塊數(shù)據(jù)處理流程圖4為本發(fā)明實施例中授權單元的數(shù)據(jù)處理流程圖；圖5為本發(fā)明實施例中反饋和優(yōu)化控制計算單元中的數(shù)據(jù)處理流程圖。
具體實施例方式本發(fā)明提出的基于反饋的分布式網絡流量聯(lián)合優(yōu)化系統(tǒng)及方法，結合附圖和實施 例說明如下。本發(fā)明基于反饋的分布式網絡流量聯(lián)合優(yōu)化系統(tǒng)及方法，適用于在互聯(lián)網服務提 供商(ISP)的網絡內部、以及多個基礎網絡運營商和自治域間，對網絡應用的流量進行優(yōu) 化和控制的同時提高網絡應用的性能；特別地，若網絡應用為P2P應用時，利用本發(fā)明針對 點對點(peer-to-peer，即P2P)應用進行有效地在提高其性能的同時，優(yōu)化和控制其產生 的網絡流量。本發(fā)明是一種用來允許和實現(xiàn)因特網服務提供商和各種網絡應用通過反饋進 行合作、聯(lián)合對網絡流量和網絡效率進行分布式優(yōu)化和控制的方法，達到ISP節(jié)省帶寬、優(yōu) 化網絡資源配置并且網絡應用提高性能和終端用戶體驗的雙贏目的。本發(fā)明所提供的系統(tǒng)包括聯(lián)合優(yōu)化與控制服務單元，用于構建ISP和網絡應用 之間的反饋渠道，ISP通過該反饋渠道自動發(fā)布對其網絡的資源使用情況的反饋信息，網絡 應用通過該反饋渠道獲取反饋信息；自適應調整單元，用于在網絡應用收到反饋信息后，按 照反饋信息進行自適應的調整網絡應用對網絡資源的使用。本發(fā)明提供的基于反饋的分布 式網絡流量聯(lián)合優(yōu)化方法包括以下步驟構建ISP和網絡應用之間的反饋渠道，ISP通過該 反饋渠道自動發(fā)布對其網絡的資源使用情況的反饋信息，網絡應用通過該反饋渠道獲取反 饋信息；在網絡應用收到反饋信息后，按照反饋信息進行自適應的調整網絡應用對網絡資 源的使用。通過引入聯(lián)合優(yōu)化與控制服務單元，ISP和網絡應用尤其是P2P能夠徹底地轉 換它們之前由于信息不暢通造成的對立的角色，變成互惠互利、共生共存的關系。實施例如圖1所示，本實施例中該基于反饋的分布式網絡流量聯(lián)合優(yōu)化系統(tǒng)還包括請求 發(fā)起單元，用于在網絡應用占用網絡資源前發(fā)起反饋請求，即ISP既可以通過反饋渠道自 動發(fā)布反饋信息，也可以響應網絡應用的反饋請求來發(fā)布反饋信息。本實施例中聯(lián)合優(yōu)化與控制服務單元包括以下幾個模塊 模塊Ml. ISP配置和管理接口，包括多個接口連接以下其他模塊，是ISP和服務運 營商配置和管理聯(lián)合優(yōu)化與控制服務的通道，具體可以用來接收和處理給定ISP網絡的網 絡運營策略和網絡狀態(tài)的信息，以及提供應用場景管理、反饋和優(yōu)化控制計算管理、授權服 務管理、狀態(tài)監(jiān)控和查詢等服務；模塊M2.網絡運營策略和狀態(tài)數(shù)據(jù)庫，根據(jù)模塊Ml指定的配置，用來收集、儲存和 維護給定ISP網絡的網絡運營策略和運營狀態(tài)數(shù)據(jù)；模塊M3.反饋和優(yōu)化控制計算單元，包括一個或者多個計算單元，以及相應的數(shù) 據(jù)通信接口，此模塊根據(jù)配置自動計算反饋和優(yōu)化控制信息進而生產反饋信息，也可以在 接收到請求發(fā)起單元發(fā)起的動態(tài)反饋請求下計算這些反饋信息；在授權限制的情況下，外部得到授權的網絡應用可以通過應用數(shù)據(jù)通信接口獲取 該反饋和優(yōu)化控制計算單元執(zhí)行計算的結果；模塊M4.應用場景庫，是針對同一網絡應用的不同應用場景和不同網絡應用的不同應用場景進行定制得到應用場景策略，從而有針對性地計算反饋信息，進行資源優(yōu)化和 應用性能優(yōu)化算法的單元；M5.授權單元，通過應用數(shù)據(jù)接口與網絡應用進行通信，用來對發(fā)起授權請求的網 絡應用進行授權，對發(fā)起授權數(shù)據(jù)的網絡應用進行授權和權力檢查；M6.應用數(shù)據(jù)通信接口，與網絡應用進行直接通信，作為反饋暨聯(lián)合優(yōu)化與控制服 務單元面向網絡應用的接口，接收和處理來自網絡應用的請求，并響應以相應的反饋信息。模塊Ml與除了模塊M6以外的其他所有模塊連接，可以對這些連接的模塊進行配 置、狀態(tài)查詢和管理。模塊M3與M2和M4連接，分別提取網絡運營策略和運營狀態(tài)以及應 用場景定義。模塊M6與M5和M3連接，分別用來獲取授權檢查結果和反饋信息。需要特別說明的是，該應用場景庫屬于可選組成部分，當此模塊不存在或者某種 網絡應用沒有對應的應用場景定義的時候，整個系統(tǒng)仍然能夠正常工作。在具體實施中，上述整體結構中除了反饋和優(yōu)化控制計算單元和應用數(shù)據(jù)通信接 口模塊以外，其他模塊都是可選模塊；即反饋和優(yōu)化控制計算單元負責根據(jù)網絡狀態(tài)和網 絡應用的反饋請求生成反饋信息，其他模塊例如ISP配置和管理接口等并不是必須的。換 言之，具體實施可以概括化為如下情形對所有網絡應用一視同仁，不定義特定應用場景 (無需應用場景庫)；服務開放給所有網絡應用(無需授權單元)；ISP僅僅提供服務運行所 需的最基本網絡狀態(tài)數(shù)據(jù)(無需ISP配置和管理接口和ISP網絡運營策略和狀態(tài)數(shù)據(jù)庫)。本實施例中ISP配置和管理接口包括網絡運營策略獲取單元、網絡運營狀態(tài)獲取 單元、優(yōu)化與控制策略獲取單元、應用場景定義單元和應用場景分析單元、服務授權請求獲 取單元，其中ISP可以通過ISP配置和管理接口指定需要優(yōu)化和控制及提供反饋的網絡資源以 及網絡策略的網絡運營策略，網絡運營策略獲取單元用于提取網絡運營策略數(shù)據(jù)并將其存 儲到網絡運營策略和狀態(tài)數(shù)據(jù)庫；網絡運營狀態(tài)獲取單元用于提取網絡運營狀態(tài)數(shù)據(jù)并將 其存儲到網絡運營策略和狀態(tài)數(shù)據(jù)庫；ISP可以通過ISP配置和管理接口對反饋和優(yōu)化控制計算單元進行配置和管理， 設置控制反饋信息類型、粒度、頻率，優(yōu)化和控制類型、粒度、力度、精度等優(yōu)化與控制反饋 策略數(shù)據(jù)，優(yōu)化與控制策略獲取單元用于提取優(yōu)化與控制反饋策略數(shù)據(jù)；優(yōu)化與控制反饋 策略分析單元用于根據(jù)優(yōu)化與控制反饋策略數(shù)據(jù)獲取生成所述反饋信息所需的控制信息 并發(fā)送給反饋和優(yōu)化控制計算單元；ISP可以通過ISP配置和管理接口選擇和定義應用場景，應用場景定義單元用于 提取應用場景定義數(shù)據(jù)；應用場景分析單元用于根據(jù)應用場景定義數(shù)據(jù)提取包括應用識別 方式、應用反饋信息的應用場景策略數(shù)據(jù)；ISP可以通過ISP配置和管理接口對授權服務進行配置和管理，激活或者取消對 指定的網絡應用的授權功能，服務授權請求獲取單元用于提取服務授權配置信息；授權單 元根據(jù)服務授權配置信息確定網絡應用是否應被授權及進行授權檢查。ISP可以通過ISP配置和管理接口查詢整體服務以及各個模塊的狀態(tài)。如圖2所示，本實施例中基于反饋的分布式網絡流量聯(lián)合優(yōu)化方法包括以下步 驟Al，網絡應用占用網絡資源前先由請求發(fā)起單元發(fā)起反饋請求，反饋請求包括反饋類型、自身應用類型及授權信息，如果網絡應用經過了授權，則授權信息為授權數(shù)據(jù)，若 未經過授權，則授權信息為授權請求；A2，通過應用數(shù)據(jù)通信接口接收網絡應用發(fā)起的反饋請求，從反饋請求中提取反 饋類型、自身應用類型及授權信息；A3，調用授權單元的功能，利用授權單元對提取的授權信息進行合法性和有效性 檢查，即通過檢查授權模塊中生成并存儲的授權書之中是否包含網絡應用提供的授權數(shù)據(jù) 判定其合法/有效性，若檢查通過，則執(zhí)行步驟A5，否則執(zhí)行步驟A4 ；A4，拒絕所提取的反饋類型、自身應用類型發(fā)送到反饋和優(yōu)化控制計算單元，輸出 請求無效、被拒絕的反饋信息，并轉步驟7 ；A5，允許所提取的反饋類型、自身應用類型發(fā)送到反饋和優(yōu)化控制計算單元，封裝 成M6請求并提交給反饋和優(yōu)化控制計算單元；A6，調用反饋和優(yōu)化控制計算單元，反饋和優(yōu)化控制計算單元根據(jù)給定的反饋類 型和自身應用類型數(shù)據(jù)，結合網絡運營策略和狀態(tài)數(shù)據(jù)庫中的信息，以及本模塊的配置 (如果沒有，則使用缺省配置)，計算反饋信息，并返回給應用數(shù)據(jù)通信模塊；A7，應用數(shù)據(jù)通信模塊根據(jù)步驟A4或者步驟A6的結果生成反饋，即如果授權檢查 失敗，生成請求被拒絕的反饋信息；如果授權檢查成功，則直接把步驟6的結果作為反饋信 息，返回給發(fā)起請求的網絡應用A8，在網絡應用收到反饋信息后，自適應調整單元按照反饋信息進行網絡應用對 網絡資源使用方式的自適應調整。對于未經授權的網絡應用首先發(fā)起授權請求，具體包括步驟Bi，通過應用數(shù)據(jù)通信接口向授權單元發(fā)送授權請求，授權單元收到網絡應用發(fā) 起的授權請求；B2.授權單元根據(jù)授權配置信息對ISP允許的網絡應用提供并返回授權訪問權 限；B3.通過應用數(shù)據(jù)通信接口網絡應用收到授權訪問權限(授權數(shù)據(jù))，向應用數(shù)據(jù) 通信接口發(fā)送帶有授權信息的反饋請求，之后的步驟如前所述，這里不再贅述。本實施例中在不斷響應反饋請求的同時，ISP還可以通過ISP配置和管理接口對 模塊M2 M4進行配置，因此本實施例還包括實時獲取進入ISP配置和管理接口的請求并 判斷其類型的步驟，如圖3所示，對于進入本發(fā)明ISP配置和管理接口模塊的請求，其數(shù)據(jù) 處理方法流程如下ISP配置和管理接口模塊首先對請求進行分析，確定配置/管理請求的類型；如果配置/管理請求類型為網絡運營策略，則由網絡運營策略獲取單元從請求中 提取網絡策略數(shù)據(jù)；對所提取的網絡策略數(shù)據(jù)分解、分析和處理，并將其存儲到網絡運營策 略和狀態(tài)數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)轉移數(shù)據(jù)和控制給模塊M2 ；如果配置/管理請求類型為網絡運營狀態(tài)，則由網絡運營狀態(tài)獲取單元提取該請 求，并從請求中提取網絡運營狀態(tài)數(shù)據(jù)類型和來源；如果網絡運營狀態(tài)數(shù)據(jù)來源為網絡來 源，則主動從指定的來源收集指定類型的網絡運營狀態(tài)數(shù)據(jù)；如果網絡運營狀態(tài)數(shù)據(jù)來源 為ISP提供的數(shù)據(jù)文件(自動/半自動/手工生成)，則對數(shù)據(jù)文件進行分析并提取這些數(shù) 據(jù)；如果網絡運營狀態(tài)數(shù)據(jù)來源為空，則假定網絡資源處于平均占用狀態(tài)；在獲得這些數(shù)它們到網絡運營策略和狀態(tài)數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)轉移數(shù)據(jù)和控制給模塊M2 ；如果配置/管理請求類型為優(yōu)化與控制反饋策略，則由優(yōu)化與控制策略獲取單元 提取該請求，從請求中提取反饋策略數(shù)據(jù)；由優(yōu)化與控制反饋策略分析單元對生成的反饋 策略數(shù)據(jù)進行分解、分析和處理，提取包括控制反饋類型、粒度、頻率，優(yōu)化和控制類型、粒 度、力度、精度等信息，并存儲此策略數(shù)據(jù)到反饋和優(yōu)化與控制計算單元，取代其缺省數(shù)據(jù)， 實現(xiàn)轉移數(shù)據(jù)和控制給模塊M3 ；如果配置/管理請求類型為應用場景定義，則由應用場景定義單元從請求中提取 應用場景定義數(shù)據(jù)；由應用場景分析單元對生成的應用場景定義數(shù)據(jù)進行分解、分析和處 理，提取包括應用識別方式、應用反饋信息定義等信息的應用場景策略，并存儲此應用場景 策略到反饋和優(yōu)化控制計算單元，取代其缺省數(shù)據(jù)，實現(xiàn)轉移數(shù)據(jù)和控制給模塊M4 ；如果配置/管理請求類型為服務授權請求，則由服務授權請求獲取單元從請求中 提取服務授權配置信息；對提取服務授權配置信息進行分解、分析、處理和存儲，實現(xiàn)轉移 數(shù)據(jù)和控制給模塊M5。如圖4所示，對于進入本發(fā)明中授權單元的請求，其數(shù)據(jù)處理方法流程如下步驟1.從應用數(shù)據(jù)通信接口(M6)收到網絡應用授權請求，分析發(fā)起請求者所在 的網絡；步驟2.確定包含發(fā)起請求者所在網絡的最小網絡(即對應網絡)，并從網絡運營 策略和狀態(tài)數(shù)據(jù)庫提取該對應網絡的網絡運營策略和運營狀態(tài)數(shù)據(jù)；步驟3.如果步驟2成功，則提取出對應網絡的授權策略；否則，使用預定義的缺省 授權策略；步驟4.根據(jù)步驟3中提取的授權策略，判斷是否允許對發(fā)起請求的網絡應用提供 授權服務；步驟5.如果步驟4結果為不允許，則返回拒絕授權信息給應用數(shù)據(jù)通信接口，并 回到步驟1等待下一個請求；步驟6.如果步驟4結果為允許，則為該應用生成授權數(shù)據(jù)并返回給應用數(shù)據(jù)通信 接口，然后回到步驟1等待下一個請求。如圖5所示，對于進入本發(fā)明中反饋和優(yōu)化控制計算單元的請求，其數(shù)據(jù)處理方 法流程如下步驟1.對來自應用數(shù)據(jù)通信接口(M6)的請求進行分析，分別確定反饋類型和應 用類型；步驟2.從網絡運營策略和狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(M2)中提取當前網絡策略和狀態(tài)數(shù)據(jù)，該 網絡與發(fā)起請求者所在網絡一致，或者前者是包含后者的最小網絡(稱這個網絡為對應網 絡，即包含發(fā)起請求者所在網絡的最小網絡)步驟3.如果步驟2數(shù)據(jù)提取成功，則提取出對應網絡的網絡運營策略和運營狀 態(tài)；否則提取該對應網絡的預定義的缺省網絡運營策略和運營狀態(tài)；步驟4.根據(jù)步驟1中提取的應用類型，從應用場景定義模塊(M4)中提取對應的 應用場景數(shù)據(jù)；步驟5.如果步驟4成功，則提取出對應于發(fā)起請求的網絡應用的場景定義，否則 提取出預定義的缺省應用場景定義；
步驟6.根據(jù)步驟1中提取的反饋類型、步驟3種提取的網絡策略和狀態(tài)、步驟5 中提取的場景定義，為該應用場景計算在當前網絡運營策略和運營狀態(tài)下的指定類型的反 饋；步驟7.把步驟6的計算結果封裝成為反饋信息，返回給應用數(shù)據(jù)通信接口(M6)。本實施例對敏感數(shù)據(jù)保密性和安全性作了特殊有效地處理ISP的私有和敏感數(shù) 據(jù)例如具體網絡狀態(tài)等信息作為輸入而終止于反饋和優(yōu)化控制計算單元，這些信息被該計 算單元轉化為在由ISP定義的可公開的邏輯網絡上的統(tǒng)一、中性的量化數(shù)值，只有ISP和 該計算單元理解這些量化數(shù)值的物理含義；另一方面，應用客戶端和自適應調整單元不需 要向聯(lián)合優(yōu)化與控制服務單元匯報其自身和流量分布(然而，自愿匯報這些信息的應用可 能會得到更好和更精細的優(yōu)化和反饋)。這些針對敏感數(shù)據(jù)保密性和安全性進行的特殊處 理使得ISP無需獲知網絡應用的客戶端分布和流量分布具體情況就能夠為它們提供反饋 信息引導其優(yōu)化資源使用，也使得網絡應用無需獲知ISP的具體網絡狀態(tài)就能夠優(yōu)化流量 分布和資源使用，這樣ISP的敏感數(shù)據(jù)(例如網絡拓撲，網絡策略，路由等)不會散布到網 絡應用中，網絡應用的敏感數(shù)據(jù)也不會被ISP收集到，因此，雙方的敏感數(shù)據(jù)都對對方不可 見，保證了敏感數(shù)據(jù)保密性和安全性；最后需要特別說明的是，在具體實施中，上述整體結構中除了反饋和優(yōu)化控制計 算單元、應用數(shù)據(jù)通信接口模塊和自適應調整模塊以外，其他模塊都是可選模塊。本發(fā)明說 明書中的實施實例僅用來說明本發(fā)明的技術方案而非限制，盡管參照以上實施實例對本發(fā) 明進行了詳細說明，本領域的技術人員應當理解，對本發(fā)明的技術方案進行修改或者等同 替換，都不脫離本發(fā)明技術方案的精神和范圍，其均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍內。
權利要求
一種基于反饋的分布式網絡流量聯(lián)合優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括聯(lián)合優(yōu)化與控制服務單元，用于構建ISP和網絡應用之間的反饋渠道，ISP通過該反饋渠道自動發(fā)布對其網絡的資源使用情況的反饋信息，網絡應用通過該反饋渠道獲取反饋信息；自適應調整單元，用于在網絡應用收到反饋信息后，按照反饋信息進行自適應的調整網絡應用對網絡資源的使用。
2.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括請求發(fā)起單元，用于在網絡應用占用網絡資源前發(fā)起反饋請求；聯(lián)合優(yōu)化與控制服務單元包括反饋和優(yōu)化控制計算單元，用于在接收到網絡應用的反饋請求后根據(jù)網絡狀態(tài)數(shù)據(jù)生 成反饋信息；應用數(shù)據(jù)通信接口，用于接收網絡應用發(fā)起的反饋請求并將其轉發(fā)給反饋和優(yōu)化控制 計算單元，將生成的反饋信息返回給網絡應用。
3.如權利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述聯(lián)合優(yōu)化與控制服務單元還包括ISP配 置和管理接口、網絡運營策略和狀態(tài)數(shù)據(jù)庫，所述ISP配置和管理接口包括網絡運營策略獲取單元、網絡運營狀態(tài)獲取單元，其中網絡運營策略獲取單元用于提取網絡運營策略數(shù)據(jù)并將其存儲到網絡運營策略和狀 態(tài)數(shù)據(jù)庫；網絡運營狀態(tài)獲取單元用于提取網絡運營狀態(tài)數(shù)據(jù)并將其存儲到網絡運營策略和狀 態(tài)數(shù)據(jù)庫；所述反饋和優(yōu)化控制計算單元與網絡運營策略和狀態(tài)數(shù)據(jù)庫連接，所述網絡狀態(tài)數(shù)據(jù) 包括當前網絡運營策略和運營狀態(tài)數(shù)據(jù)。
4.如權利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述ISP配置和管理接口還包括優(yōu)化與控制策略獲取單元，用于提取優(yōu)化與控制反饋策略數(shù)據(jù)；優(yōu)化與控制反饋策略分析單元，用于根據(jù)優(yōu)化與控制反饋策略數(shù)據(jù)獲取生成所述反饋 信息所需的控制信息并發(fā)送給反饋和優(yōu)化控制計算單元。
5.如權利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述ISP配置和管理接口還包括應用場景定 義單元和應用場景分析單元，應用場景定義單元用于提取應用場景定義數(shù)據(jù)；應用場景分析單元用于根據(jù)應用場景定義數(shù)據(jù)提取包括應用識別方式、應用反饋信息 的應用場景策略數(shù)據(jù)；所述聯(lián)合優(yōu)化與控制服務單元還包括應用場景庫，用于存儲所述應用場景策略數(shù)據(jù)；所述反饋和優(yōu)化控制計算單元與應用場景庫連接，所述網絡狀態(tài)數(shù)據(jù)包括所述應用場 景策略數(shù)據(jù)。
6.如權利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述ISP配置和管理接口還包括服務授權請求獲取單元，用于提取服務授權配置信息；所述聯(lián)合優(yōu)化與控制服務單元還包括授權單元，用于根據(jù)所述服務授權配置信息確定 網絡應用是否應被授權及進行授權檢查。
7.一種利用權利要求1所述系統(tǒng)的基于反饋的分布式網絡流量聯(lián)合優(yōu)化方法，其特征 在于，該方法包括以下步驟構建ISP和網絡應用之間的反饋渠道，ISP通過該反饋渠道自動發(fā)布對其網絡的資源 使用情況的反饋信息，網絡應用通過該反饋渠道獲取反饋信息；在網絡應用收到反饋信息后，按照反饋信息進行自適應的調整網絡應用對網絡資源的 使用。
8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，該方法在自動發(fā)布反饋信息的同時還包括 以下步驟Si，網絡應用占用網絡資源前先由請求發(fā)起單元發(fā)起反饋請求； S2，通過應用數(shù)據(jù)通信接口接收網絡應用發(fā)起的反饋請求并將其轉發(fā)給反饋和優(yōu)化控 制計算單元；S3，反饋和優(yōu)化控制計算單元在接收到網絡應用的反饋請求后根據(jù)網絡狀態(tài)數(shù)據(jù)生成 反饋信息；S4，通過應用數(shù)據(jù)通信接口將生成的反饋信息返回給網絡應用； S5，在網絡應用收到反饋信息后，自適應調整單元按照反饋信息進行網絡應用對網絡 資源使用方式的自適應調整。
9.如權利要求8所述的方法，其特征在于，該方法還包括實時獲取進入ISP配置和管理 接口的請求并判斷其類型的步驟若請求類型為網絡運營策略，則由網絡運營策略獲取單元提取該請求并將其存儲到網 絡運營策略和狀態(tài)數(shù)據(jù)庫；若請求類型為網絡運營狀態(tài)，則由網絡運營狀態(tài)獲取單元提取該請求并將其存儲到網 絡運營策略和狀態(tài)數(shù)據(jù)庫；若請求類型為優(yōu)化與控制反饋策略，則由優(yōu)化與控制策略獲取單元提取該請求；由優(yōu) 化與控制反饋策略分析單元根據(jù)該請求提取生成所述反饋信息所需的控制信息并發(fā)送給 反饋和優(yōu)化控制計算單元；若請求類型為應用場景定義，則由應用場景定義單元提取該請求，由應用場景分析單 元根據(jù)該請求提取包括應用識別方式、應用反饋信息的應用場景策略數(shù)據(jù)，將其存儲到應 用場景庫；若請求類型為服務授權請求，則由服務授權請求獲取單元提取該請求；由授權單元根 據(jù)該請求確定網絡應用是否應被授權及進行授權檢查。
10.如權利要求9所述的方法，其特征在于，步驟Si中反饋請求包括反饋類型、自身應用類型及授權信息； 步驟S2中還包括從反饋請求中提取反饋類型、自身應用類型及授權信息的步驟；之后 還包括步驟S21，利用授權單元對提取的授權信息進行合法性和有效性檢查，若檢查通過，則執(zhí)行 步驟S22，否則執(zhí)行步驟S23 ；S22，允許所提取的反饋類型、自身應用類型發(fā)送到反饋和優(yōu)化控制計算單元； S23，拒絕所提取的反饋類型、自身應用類型發(fā)送到反饋和優(yōu)化控制計算單元，輸出請 求無效反饋信息并反饋給網絡應用。
11.如權利要求10所述的方法，其特征在于，步驟S21中授權單元對提取的授權信息進 行合法性和有效性檢查包括以下子步驟S211，確定包含發(fā)起反饋請求的網絡應用所在網絡的對應網絡，并從網絡運營策略和 狀態(tài)數(shù)據(jù)庫提取該對應網絡的網絡運營策略和運營狀態(tài)數(shù)據(jù)；S212，從步驟S211中提取的網絡運營策略和運營狀態(tài)數(shù)據(jù)提取出對應網絡的授權配 直fe息；S213，根據(jù)步驟S212中提取的授權配置信息，對授權信息的合法性和有效性進行檢查若所述授權信息為授權數(shù)據(jù)且檢查通過，執(zhí)行步驟S22 ；若所述授權信息為授權請求，則根據(jù)授權配置信息判斷是否允許對發(fā)起授權請求的網 絡應用提供授權服務，若允許，則為該網絡應用生成授權數(shù)據(jù)并返回給數(shù)據(jù)通信接口模塊； 若不允許，則返回拒絕授權信息給應用數(shù)據(jù)通信接口模塊。
12.如權利要求10所述的方法，其特征在于，步驟S3包括以下子步驟 S301，確定包含發(fā)起反饋請求的網絡應用所在網絡的對應網絡； S302，從網絡運營策略和狀態(tài)數(shù)據(jù)庫中提取對應網絡的網絡運營策略和運營狀態(tài)數(shù)據(jù)；S303，根據(jù)所述自身應用類型，從應用場景庫中提取發(fā)起反饋請求的網絡應用對應的 應用場景策略數(shù)據(jù)；S304，根據(jù)所述反饋類型、步驟S302提取的網絡運營策略和運營狀態(tài)數(shù)據(jù)、步驟S302 中提取的應用場景策略數(shù)據(jù)，為該應用場景計算在所提取的網絡運營策略和運營狀態(tài)下的 反饋類型的反饋信息。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于反饋的分布式網絡流量聯(lián)合優(yōu)化系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括聯(lián)合優(yōu)化與控制服務單元，用于構建ISP和網絡應用之間的反饋渠道，ISP通過該反饋渠道自動發(fā)布對其網絡的資源使用情況的反饋信息，網絡應用通過該反饋渠道獲取反饋信息；自適應調整單元，用于在網絡應用收到反饋信息后，按照反饋信息進行自適應的調整網絡應用對網絡資源的使用。本發(fā)明允許和實現(xiàn)ISP和網絡應用通過安全、保密的反饋進行合作、聯(lián)合對網絡流量和網絡效率進行分布式優(yōu)化和控制，這種反饋和聯(lián)合優(yōu)化與控制無需應用了解具體網絡、也無須網絡了解具體應用，達到ISP節(jié)省帶寬、優(yōu)化網絡資源配置并且網絡應用提高性能和終端用戶體驗的雙贏目的。
文檔編號H04L29/08GK101924680SQ20091008710
公開日2010年12月22日 申請日期2009年6月10日 優(yōu)先權日2009年6月10日
發(fā)明者謝海永 申請人:謝海永