服务器直接提供 服务的资格；
[0037] 2)当新Peer节点向系统贡献资源达到level 1时，升级为普通用户的身份，Peer 节点除享有新Peer节点特权外，获得每月由CDN服务器直接提供服务的试用时间；
[0038] 3)当普通用户向系统贡献资源达到level2时，升级为高级用户的身份，Peer节 点除享有普通用户特权外，在系统中没有VIP用户时优先获得CDN服务器直接提供服务；
[0039] 4)当高级用户向系统贡献资源达到level3时，升级为VIP用户的身份，Peer节 点享有其他用户的一切特权，享受CDN服务器直接提供服务的优先特权，并可获得使用费 用减免；
[0040] 5)当各类用户长时间不能达到对应级别所需的系统贡献资源级别时，除需要根据 资源贡献级别降级外，还会取消其获得CDN服务器直接提供资源的资格，直到其重新开始 贡献资源，并达到一定的数量。
[0041] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明所提出的一种基于网格结构的树 型CDN-P2P系统模型与传统网络模型比较具有如下优势：
[0042] 1)本发明设计的基于网格结构的树型⑶N-P2P系统可以在保证系统的扩展性、健 壮性和灵活性的同时，保证系统的有序性和可管可控。
[0043] 2)根据恒定速率的用户行为和用户行为服从泊松随机过程的两种不同的用户行 为模型分别对CDN-P2P融合网络模型进行建模，均可得到较好的分析结果。
[0044] 3)本发明提出的基于权值的Peer节点调度机制，可以进一步增加系统的健壮性。
[0045] 本发明提出的系统奖励机制，可以有效提升系统中每个Peer节点的贡献率，最终 提高系统的服务质量和用户体验。
【附图说明】
[0046] 图1是现有技术中的基于层的⑶N-P2P融合网络构架。
[0047] 图2是现有技术中的基于网络结构的⑶N-P2P融合网络构架。
[0048] 图3是现有技术中的基于树型结构的⑶N-P2P融合网络构架。
[0049] 图4是本发明结构化的基于网格的树型⑶N-P2P融合网络构架。
[0050] 图5是本发明基于网格结构的树型⑶N-P2P融合网络细节图。
[0051] 图6是本发明中来自PPStream的用户行为监测图。
[0052] 图7是本发明⑶N-P2P融合系统中的Peer节点激励策略。
【具体实施方式】
[0053] 下面结合附图对本发明作进一步详细描述：
[0054] 为了结合网格结构的灵活性和易扩展性以及树型结构的可管可控特点，本发明提 出一种全新的⑶N-P2P融合网络拓扑结构--基于网格结构的树型⑶N-P2P融合网络构 架。
[0055] 本发明是一种应用于⑶N-P2P融合网络组网方案中的网络结构设计方案。具体来 说，本发明是一种融合了现有树型⑶N-P2P融合网络构架和网格型⑶N-P2P融合网络构架 的全新网络构架，希望给CDN服务提供商和用户提供一种能最大化发挥CDN和P2P优势的 ⑶N-P2P融合网络构架，在保证⑶N-P2P融合网络健壮性的同时，保证网络的服务质量。
[0056] 为了简化研究复杂度，同时能够得到较为准确的数据，在进行CDN-P2P融合网络 模型建立之前，做出如下假设：
[0057] 首先，由于⑶N-P2P融合网络中的⑶N服务器之间本身存在着拓扑问题，但是，相 较于整体而言，CDN服务器之间的拓扑对整个网络的CDN服务能力预测的影响可以忽略不 计，因此，本发明将系统中所有的CDN边缘Peer节点看成是一个整体来考虑；
[0058]第二，由于本发明将整个系统作为一个整体进行研究，本发明关注的是整个系统 的性能，因此，为了简化研究复杂度，本发明假设系统中的每一个Peer节点具有相同的上 载/下载带宽；
[0059]第三，为了简化研究复杂度，本发明亦假设每个Peer节点的上载/下载带宽在相 当成的一个时期内是恒定的。
[0060]这些假设不是强制要求的，而是为了方便分析做出的。
[0061] 为了结合网格结构的灵活性和易扩展性以及树型结构的可管可控特点，本发明提 出了一种全新的CDN-P2P融合网络拓扑结构，图4展示了该种拓扑结构的网络模型图（层 数和每层的Peer节点数由服务能力来决定，没有任何其他的限制）。根据上述的假设，仅考 虑系统中有一个足够强大的CDN服务器。在基于网格结构的树型拓扑（如图4所示）中， 本发明允许（在⑶N的服务能力足够的情况下，可以不形成网格结构。）在整体保持树状网 络拓扑的前提下，上下层Peer节点之间形成网格结构，这样，能够在保证系统的扩展性、健 壮性和灵活性的同时，保证系统的有序性和可管可控（树形结构和CDN技术保证了有序性 和可管可控，后文中提到的调度机制也能很好地体现这一点。网格结构和P2P技术相对更 具有扩展性）。
[0062] 图5为结构化的基于网格的树型⑶N-P2P融合网络构架细节图，从图4可以看出 整个⑶N-P2P融合网络结构呈树状组网模式。图5则展示了该网格构架的细节构造，从图 5可以看出P2P节点之间仍然遵循网格结构模型。
[0063]为了便于研究分析，本发明为系统设定了一些参数，包括系统中的用户规模、系统 中每一个P2P节点的上载带宽和下载带宽、CDN服务器的服务能力以及CDN-P2P融合网络的 层数等，通过这些参数和图4中的拓扑模型，可以定量地对⑶N-P2P融合网络构架下的⑶N 服务能力进行分析和预测。
【主权项】
1. 一种基于网格结构的树型CDN-P2P融合网络构架，其特征在于：所述基于网格结构 的树型CDN-P2P融合网络构架包括CDN服务器和各层的化er节点，在整体保持树状网络拓 扑的前提下，上、下层的化er节点之间形成网格结构； 所述CDN服务器能够提供N。的服务能力，即N。条并发连接数； 每个化er节点需要k个连接同时为其服务，该k个连接分别连接到k个不同的化er 节点，形成网格结构。
2. -种权利要求1所述的基于网格结构的树型CDN-P2P融合网络构架的使用方法，其 特征在于；所述方法包括： 确定所述CDN服务器的服务能力后，对化er节点进行调度； 为所述网络构架所服务的系统中的每一个化er节点设置权值，对于有化er节点退出 的情况，采取新加入化er节点补充策略； 采取奖励机制提升系统中每个化er节点的贡献率。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于；所述确定所述CDN服务器的服务能力后， 对化er节点进行调度是该样实现的： 步骤1 ;第一个化er节点加入系统，CDN服务器为其提供服务； 步骤2 ;后续n个化er节点加入系统，采取W下策略： 当前用户规模为M(t)，CDN服务器能支持的最大用户规模为M，当M(t)大于M时，选择 P2P为其提供服务，否则选择CDN服务器为其提供服务。
4. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于；所述新加入化er节点补充策略具体如 下： 状态1 ;初始状态 设置当前权值currentWei曲t为0,最小权值minWei曲t为0，F*eer节点编号i为0,退 出化er节点标识ID为无穷大; 状态2;用户开始加入系统 将用户行为user, action设置为加入状态add时，比较i和ID的大小： 当i小于ID时，Peer节点的编号user, identifier设置为i,化er节点的权值user, weight 设置为 currentWeight, minWeight 设置为 currentWeight, currentWeight 累加 1， i累加1 ; 否则，化er节点的编号user, identifier设置为ID,即标识系统中有化er节点退出， 化er节点的权值user, wei曲t设置为minWei曲t，即标识为退出化er节点权值，将退出 化er节点标识ID再次设置为无穷大〇°，最后将minWei曲t设置为currentWei曲t ; 状态3 ;用户离开系统 将用户行为user, action设置为离开状态油ort，用ID记录离开化er节点的编号 user, identifier,并将minWei曲t设置为离开化er节点的权值user, wei曲to
5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于：将上述各个参数均用数组类型存储后，能 够对化er节点进行并发处理。
6. 根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于：当一个新化er节点要求加入系统时， 系统首先将其放置到之前退出的化er节点的位置。
7. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述采取奖励机制提升系统中每个化er 节点的贡献率是该样实现的： 1) 新加入系统的化er节点享有在CDN服务器空闲时获得由CDN服务器直接提供服务 的资格； 2) 当新化er节点向系统贡献资源达到level 1时，升级为普通用户的身份，Peer节点 除享有新Peer节点特权外，获得每月由CDN服务器直接提供服务的试用时间； 3) 当普通用户向系统贡献资源达到level 2时，升级为高级用户的身份，化er节点除 享有普通用户特权外，在系统中没有VIP用户时优先获得CDN服务器直接提供服务； 4) 当高级用户向系统贡献资源达到level 3时，升级为VIP用户的身份，化er节点享 有其他用户的一切特权，享受CDN服务器直接提供服务的优先特权，并可获得使用费用减 免； 5) 当各类用户长时间不能达到对应级别所需的系统贡献资源级别时，除需要根据资源 贡献级别降级外，还会取消其获得CDN服务器直接提供资源的资格，直到其重新开始贡献 资源，并达到一定的数量。
【专利摘要】本发明提供了一种基于网格结构的树型CDN-P2P融合网络构架及方法，属于内容分发网络(Content Delivery Network)领域和对等网络P2P(Peer to Peer)领域。所述基于网格结构的树型CDN-P2P融合网络构架包括CDN服务器和各层的Peer节点，在整体保持树状网络拓扑的前提下，上、下层的Peer节点之间形成网格结构；所述CDN服务器能够提供Nc的服务能力，即Nc条并发连接数；每个Peer节点需要k个连接同时为其服务，该k个连接分别连接到k个不同的Peer节点，形成网格结构。
【IPC分类】H04L29-08
【公开号】CN104660677
【申请号】CN201510021631
【发明人】双锴, 徐鹏, 桂俪文, 王皘, 王玉龙, 苏森
【申请人】北京邮电大学
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2015年1月16日