校園網 P2P 網絡流量控制的研究

隨著互聯網的飛速發展，高校網絡應用
越來越廣泛，校園網在方便了教學、科研、辦
公等日常工作的同時，網絡運行越來越繁雜，
內容越來越豐富，除了網頁瀏覽、在線通信、
電子郵件等傳統應用之外，還需要在線教學、
實時互動交流、網絡電話和視頻等對網絡實時
性、穩定性要求更高的應用。
P2P （Peer to Peer）即對等網絡或對等連接，
通過網絡節點之間的直接交換實現計算機資源
與信息的共享。P2P 與 Client/Server 模式不同，
在對等網絡中，每個節點的地位都是相同的，
具有客戶端和服務器的雙重特性，可以同時作
為服務使用者和服務提供者。對等網絡中的每
一臺計算機既可以是網絡服務的使用者，又可
以對其他計算機的請求做出響應，提供資源和
服務。
P2P 技術的應用造成了校園網網絡流量模
型的變化，原來用戶的下行流量（從網絡到用
戶）遠遠大于上行流量（從用戶到網絡）。而
P2P 應用在下載數據的同時也要上傳數據，因
此，用戶的下行和上行流量都很大，使得網絡
非常擁堵，甚至可能會造成網絡癱瘓。據統計，
以迅雷、BT 下載等為代表的 P2P 應用已經占
據校園網絡流量的主要部分，70% 的網絡出口
帶寬被 30% 的 P2P 用戶所占用，影響了校園
網的正常使用。
1 P2P網絡流量識別技術
在校園網中，要針對 P2P 網絡流量進行
控制管理，首先必須對 P2P 網絡應用進行流
量標識，然后再通過有效的策略、手段實現對
P2P 網絡流量的識別和控制，減少 P2P 對現有
網絡及業務的沖擊。目前，P2P 網絡流量識別
技術主要有以下三種。
1.1 基于數據包的無狀態識別技術
校園網 P2P 網絡流量控制的研究
文/馮淑媛
P2P 網絡應用在校園網中使
用得非常廣泛，對 P2P 網絡流量
的有效控制是保障校園網穩定、
高效運行的基礎。本文論述了 P2P
技術的應用現狀和對校園網絡服
務的影響，研究了主要的 P2P 流
量識別技術，提出校園網 P2P 網
絡流量控制方法和與策略。
摘
要
基于數據包的無狀態識別技術通過模式
匹配的方式，對網絡中的所有數據包進行模式
匹配，而不用理會數據包之間的邏輯關系。該
技術實現簡單，但是由于需要檢測大量的網絡
數據包，所以識別效率不高，而且容易形成網
絡瓶頸。
1.2 基于連接的有狀態識別技術
基于數據包的無狀態識別技術與傳統防
火墻中使用的技術類似。在識別過程中，將某
個網絡連接過程中所產生的數據包作為一個整
體，如果其中一個或部分數據包符合規定的特
征，那么這個網絡連接就是符合該特征的連接。
互聯網中的節點大多都是網絡交換節點， 而
P2P 終端之間的通信都會通過這些數量非常龐
大網絡交換節點。通過該技術所能識別的節點
之間的通信非常有限，因此只適合于中小規模
的網絡，如校園網、中小型園區網等。
1.3 基于節點的有狀態識別技術
在 P2P 模式中，網絡中的每個節點既是
客戶端，又是服務器，在網絡中是完全平等的
對等實體。一個典型的 P2P 應用由很多網絡節
點組成，基于節點的有狀態識別技術是在網絡
節點的通信過程中尋找特征值，這些特征值不
僅僅是某個特定的連接，一旦特征值匹配，就
會記錄這個網絡節點，而不是這條特定連接。
如果識別出這個網絡節點，那么通過該網絡節
點的所有數據就不必再次驗證，所以識別效率
較高。
2 校園網P2P網絡流量控制方法
基于 P2P 技術的應用在方便了某些用戶
的同時，嚴重占用了網絡出口資源，在網絡帶
寬資源有限的校園網中，為了滿足教學和科研
的需要，如何合理規劃網絡帶寬，對網絡流量
進行有效控制成為必須解決的問題。根據 P2P
的技術特征，可以采取以下方法進行校園網
P2P 網絡流量控制。
2.1 增加更多的網絡出口帶寬
P2P 流量對網絡帶寬的占用導致其它網絡
業務無法正常使用，為保證關鍵業務的使用就
必須擴充網絡出口，因此也大大增加了運行成
本。在增加網絡出口帶寬后，校園網用戶訪問
互聯網的速度會有明顯提高。但是，增加的網
絡資源將很快被 P2P 流量占用，長期來說校園
網的網絡狀況不會有太大的改善。因此，還需
要針對 P2P 流量進行控制，充分利用現有資源
保證關鍵業務的正常使用。
2.2 采用網絡流量控制設備
校園網中原有的網絡設備一般是基于三
層的 IP 管理設備，對 P2P 應用的管理無能為
力。網絡流量控制設備通過將網絡報文與 P2P
流量特征碼進行比較，可以在復雜的流量環境
下快速精確地識別 P2P 流量。該設備支持對主
流 P2P 軟件和即時通信軟件的識別，支持按安
全域或者接口進行 P2P 流量識別，根據不同情
況靈活實施，確保校園網有限資源的按需動態
分配。
2.3 及時進行P2P流量統計分析
通過對校園網中的 P2P 流量進行統計，
統計信息區分安全域、接口和協議類型顯示。
管理員可以根據流量統計和流量分布情況，實
時掌握校園網的網絡運行狀況、各項業務分布
情況，并根據歷史業務記錄來設計更合理、更
有效的流量控制策略，減少 P2P 應用對校園網
帶寬資源的占用。通過對校園網業務流量最大、
最小帶寬采用保障或阻斷等管理和控制手段，
實現網絡帶寬的最優利用和網絡業務的正常運
行。
3 結束語
校園網 P2P 網絡流量的監控和管理是一
個不斷變化發展的過程，限制、封殺 P2P 應用
可以緩解網絡出口帶寬的壓力，但不能根本解
決問題。通過全面準確識別 P2P 流量，制定合
理的 P2P 流量控制策略，可以真正實現校園網
的有效管理，保證網絡的關鍵應用，保障校園
網的高效運行。
參考文獻
[1] 陳棟．校園網 P2P 行為控制策略研究 [J].
赤峰學院學報（自然科學版），2014，
(17):20-22．
[2] 張強．P2P 業務流量識別與系統部署方
案研究 [J]．郵電設計技術，2009(6)：
40-43．
[3] 魯剛，張宏莉，葉麟等．P2P 流量識別 [J].
軟件學報，2011，22(6):1281-1298．
[4] 祝虹，吉承平．P2P 流量控制系統在校園
網中應用與實現[J]．揚州職業大學學報，
2013，17(4):38-41．
[5] 宋志．基于校園網的 P2P 技術應用與控
制的研究 [J]．網絡安全技術與應用，
2012，(8):35-38．
作者單位
湖南工業職業技術學院 湖南省長沙市
410208