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P2P技术对三网融合的影响  

2008-01-31 11:08:39|  分类: 网络 |  标签: |举报 |字号 订阅

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  随着互联网的迅猛发展,P2P技术在互联网上的应用超过了Web而成为在流量上占据统治地位的新型应用。同时,P2P技术的影响力不仅限于互联网,还间接地延伸到了电信网和广电网。使用P2P技术的新业务对传统领域带来冲击的同时,也协助解决了三网融合的技术瓶颈。ENUM技术作为跨越互联网和电信网的基础性架构,是融合网络的一条重要的技术途径。将ENUM技术与P2P相结合,可以使P2P共享的优势延伸到电信网络,加速网络融合。

  1、P2P与三网融合的背景

  根据中国互联网发展报告[1],截至2007年6月底,中国上网的计算机总数达到6710万台,比2006年末增长了770万台。除台式电脑和笔记本电脑作为上网设备以外,手机上网已经逐渐形成风气,有27.3%的网民使用手机上网。其中,宽带上网的比率已经占到75.6%,无线接入(包括手机上网)比例已经超过34.3%。上网费用方面,目前中国的人均每月上网费用为75.1元,与2006年末的83.5元相比,费用明显降低。

  上网设备的多元化、网络带宽的提高、以及上网费用的逐年降低,表明了:随着技术革新,人们开始使用电脑以外的其他方式上网,各个网络逐渐开始向彼此融合的方向发展;宽带的普及以及费用的降低使得网民得以获得更为丰富的网络内容。P2P技术在欣欣向荣的互联网中扮演了重要角色,在以更便捷的方式将大量网络资源呈现给网民的同时,对网络融合也起到了积极作用。

  1.1P2P的含义

  从第一个P2P应用系统Napster的出现开始,P2P技术掀起的风暴为互联网带来了一场空前的变革。P2P不是一个全新的概念,P2P理念的起源可以追溯到20世纪80年代。目前,在学术界、工业界对于P2P没有一个统一的定义。Peer在英语里有“(地位、能力等)同等者”、“同事”和“伙伴”等意义,这样一来,P2P也就可以理解为“伙伴对伙伴”的意思,或称为对等网。

  严格地定义纯粹的P2P网络[2],它是指完全分布的系统,每一个节点都是在功能上和任务上完全相同的。但是这样的定义就会排除掉一些使用“超级节点”的系统或者一些使用中央服务器做一些非核心任务的系统。广义的定义里面指出P2P是一种能善于利用互联网上的存储、CPU周期、内容和用户活动等各种资源的一类应用程序[3],包括了一些依赖中央服务器才能工作的系统。

  P2P这个定义并不是从系统的结构或者内部的操作特征出发考虑的,而是从人们外在的感知角度出发,如果一个系统从直观上看是各个计算机之间直接互相联系的就可以被叫做P2P。当前,技术上比较权威的定义为,P2P系统是一个由直接相连的节点们所构成的分布式的系统[4],这些节点能够为了共享内容、CPU时间、存储或者带宽等资源而自我形成一定的网络拓扑结构,能够在适应节点数目的变化和失效的同时维持可以接受的链接能力和性能,并且不需要一个全局服务器或者权威的中介的支持。本文从人们感知的角度出发,采用P2P的广义定义。

  1.2三网融合的含义

  互联网、电信网和广电网的融合可以提高网络资源的利用水平、为用户提供更丰富便捷的服务以及较高水平的网络性能,因而三网融合成为近年来信息技术发展的一个热点话题,很多国家在信息建设上致力于三网融合的实现。

  根据业界的看法,三网融合是一种广义的、社会化的说法,在现阶段它并不意味着电信网、计算机网和有线电视网三大网络的物理合一,而主要是指高层业务应用的融合,以及由此引发的行业管制和政策方面的统一趋势[5]。其表现为,技术上趋向一致;网络层上可以实现互联互通,形成无缝覆盖;业务层上互相渗透和交叉;应用层上趋向使用统一的IP协议;在经营上互相竞争、互相合作,朝着提供多样化、多媒体化、个性化服务的同一目标逐渐交汇在一起;行业管制和政策方面也逐渐趋向统一。三大网络通过技术改造,能够提供包括语音、数据、图像等综合多媒体的通信业务。

  2、P2P对三网融合的影响

  在三网融合的进程中,P2P技术起到了极大的作用。一方面,以Skype、BT、PPLlive为代表的P2P语音、P2P流媒体等业务的迅速发展挑战了电信网、广电网在语音服务、视频传播方面的统治地位,间接地促使电信、广电网力求转变运营模式,向三网融合的方向发展。

  另一方面,由于三网融合目前面临技术、政策、运营模式等多重阻碍,P2P技术以其自身的优越性,已成为突破技术壁垒、支持三网融合的有力工具。

  最后,借助电话号码映射(ENUM)技术,P2P技术将更好地发挥在三网融合中的促进作用。在P2P技术和三网融合的相互促进发展之下,用户将成为最终的受益者,享受更大的带宽、更优质的服务以及更丰富多彩的信息。

  2.1P2P技术对传统业务的冲击

  从信息技术历史来看,以更低廉的代价高效地取得用户需要的信息是驱动信息技术发展最本质的动力。从烽火传军情到竹信、从漂流瓶到电报,这一驱动力贯穿于信息技术发展的历史之中,并向着随时随地以低廉的成本获取各种信息的无限连接和无限沟通的方向发展。在贝尔发明电话之前,传递消息最快的方式是通过电报线用摩尔斯码以电报的方式进行传送,电话的出现使得人们在付出有限成本的情况下,能以更迅捷的方式与他人进行沟通。同理,电子邮件以近乎零成本、低延迟的特性彻底取代了几十年来昂贵且低效的纸质邮件。而P2P带给用户的便捷性,决定了它符合信息技术的发展规律,在理念上具有先进性。从用户利益的角度来看,P2P技术的某些应用比同类传统业务更为优越,因而对这些业务造成了一定冲击。

  2.1.1P2P架构冲击语音市场

  P2P架构的通讯方式所需的经营成本比传统电话服务的低廉。传统的电话服务使用的是主从式架构,需要通过服务提供者的交换机使呼叫端和接收端连接起来,并维护之后的通话过程,因此,电信运营商需要使用维护成本高昂的设备。不仅如此,对设备的投资将随着用户数量的增加呈线性增加。与此相反,P2P架构下的通讯对中央服务的要求转嫁到了网络带宽之上,可以大大降低对中央设备性能和资源的依赖性,从而降低了运营成本。

  Skype便是P2P架构下语音服务的典型代表,它以低廉的价格挑战着传统电信业的成本结构。Skype将维持通讯所需的大部分资源代价交由网络带宽来承担,换句话说,将大部分的通讯成本转由用户自身来承担。P2P的出现使得一个小资本的网络公司能够提供话音服务,打破了传统电信业高资本投入门的门槛。话音业务又是目前固网运营商最大的收入来源,因此,当用户能以更低廉的价格取得更大的带宽时,以Skype为代表的P2P网络语音服务在通话质量和通话成本将优越于传统电信运营商所提供的语音服务,使传统电信业受到来自网络电话的威胁。

  2.1.2P2P冲击传统视频市场。

  P2P流媒体是P2P技术在视频广播领域一项重要应用。根据2007年中国P2P流媒体研究报告[6],中国网民使用P2P流媒体类软件的总有效时间为14365.5万小时,在2006年10月至2007年3月的半年内,中国网民对P2P流媒体类软件的总有效使用时间呈上升趋势。与受政策等因素牵制而发展缓慢的IPTV不同,P2P流媒体领域已经开始形成了自己的发展雏形和盈利模式。P2P点播的市场前景非常乐观,这将直接威胁到举步维艰的IPTV将来在视频点播领域的市场。

  2.1.3P2P技术带来的冲击加速了三网融合的进程

  P2P作为典型的互联网技术,对电信网产生了深远的影响。语音市场受低成本网络电话冲击,IPTV发展缓慢的同时还受到P2P流媒体点播的市场冲击,P2P下载技术带来的宽带网的压力,这些都促使电信运营商痛定思痛,迫使他们加速发展IPTV以占领视频点播市场,并开启一场轰轰烈烈的转型运动。业界认为,IPTV是三网融合的最佳切入点[7],P2P技术的广泛应用对电信运营商的冲击将加速IPTV的部署进程,使广电运营商的内容优势、固网运营商的网络及技术优势得以充分利用。

  此外,从长远角度看,广电网互动性差的缺点将使其必然遭受点播视频的冲击,注定其未来必然要谋求与其他网络的融合[8]。同时,P2P的带宽使用模式给宽带接入网带来了挑战,同时也为其发展提供了机遇,间接促进了网络融合。因此,在P2P应用的促使下,网络融合将更加迅速地成为现实。

  2.2P2P对三网融合的积极作用

  使用P2P技术的新业务对传统领域带来冲击的同时,也协助解决了三网融合的技术瓶颈。

  在三网融合的过程中,较低的带宽和提供高质量服务对带宽的需求一直是困扰三网融合的问题之一。很多有关三网融合的系统,往往都是在某个城市、某个城区或者某个行业中提供服务,或者是在一些大型跨区域公司内建立的。系统使用的通信方式一般是局域网或者VPN虚拟局域网,不仅重复建设,而且带宽技术限制了三网融合的发展。P2P这种充分利用带宽的技术,为解决这个问题提供了一种较好的思路。

  三网融合系统中典型的服务一般分为以下几个层次结构:运营支撑层,业务层,网络承载层和终端层。网络承载层主要是物理介质,要求带宽比较大,最好支持组播,并具有一定的安全保护措施。三网融合所提供的服务一般为传统的客户端/服务器(C/S)模式,采用这种模式的系统显然需要单独的支撑系统和高速稳定的网络连接来完成。当服务规模增大之后,对服务器的压力也会显著增加,对服务器带宽的要求也会明显增加,因此发展规模很难扩展。

  使用P2P技术交换数据,用户在使用服务的时候,程序会在每个使用服务的用户机器上申请一块内存,在内存中缓存一部分数据。这样每个用户都可以为其它用户提供端到端的下载,同时也能从别的机器上获得所需的数据,最终完成应用数据的多用户、高带宽传输。因此,为了彻底解决服务本身问题,必须打破C/S模式的体系结构,向具有对等连接特性的P2P模式演化,从而将服务器的负荷分摊到每个参与的节点上去。基于P2P的服务体系结构可以使提供广播和转播等业务的门槛得到降低,可以让更多用户参与并提供自制的多媒体内容,并得到基于全球覆盖的共享和分发,同时还可以节约电信运营商之间的对接流量,减少了网络建设的成本。

  基于P2P技术的应用能够充分利用了终端的存储和计算能力,进一步发挥了P2P固有的对等服务功能,而不用考虑客户是PC客户端软件还是机顶盒设备。因此,基于P2P技术的服务将更加注重终端用户自身存储能力的释放和业务解决方案。

  3、ENUM拓宽P2P的应用

  ENUM是融合网络中寻址的关键技术,同时结合了电信网中E.164电话号码标识和互联网中域名系统(DNS)寻址架构,能将P2P的应用从互联网延伸到融合网络。

  ENUM是互联网工程任务组(IETF)发布的标准[9],它定义了将E.164号码映射为域名的规则,以及在互联网DNS数据库中存储与该域名相关信息的方法,每个由E.164号码转化而成的域名可以对应一系列的统一资源标识(URI)记录,从而使国际统一的E.164电话号码成为可以在互联网中使用的网络地址资源。使用ENUM技术,传统的电话号码经过转换处理和DNS解析服务,可以获得多种信息,从而实现电信网与因特网之间的互联互通。目前,ENUM可以支持基于会话初始协议(SIP)、H.323等协议的语音通讯,以及电话(TEL)、网页、电子邮件(EMAIL)、传真(FAX)、短消息(SMS)、扩展短消息(EMS)、多媒体信息服务(MMS)等多种应用类型。

  下面以一个E.164电话号码+86-10-12345678为例,ENUM对电话号码的处理过程如下:

  第一步,将一个电话号码处理成一个标准的E.164号码的格式,如:+86-10-12345678;

  第二步,去掉除了最左端的“+”之外的所有连接符,号码变成:+861012345678;

  第三步,去掉“+”号,并将号码翻转:876543210168;

  第四步,在每个数字之间加上域名分割符“.”,得到数字串:8.7.6.5.4.3.2.1.0.1.6.8;

  最后,在这个串后面加上特定的ENUM域后缀。

  目前使用的后缀为“.e164.arpa”,得到一个域名格式的字符串“8.7.6.5.4.3.2.1.0.1.6.8.e164.arpa”。然后,就可以为这个电话号码在DNS中添加名字权威指针(NAPTR)资源记录。NAPTR的资源记录格式如图1所示。

  

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  ENUM通过上面的方式,将E.164电话号码+86-10-12345678对应的URI信息记录存储在DNS中。支持ENUM解析功能的应用终端可以通过ENUM解析请求获得相应的记录信息,如Web终端可以获得HTTP记录,访问网站http://www.enum.cn;邮件终端可以获得邮件地址enum@cnnic.cn,并向其发送电子邮件;SIP终端可以向该号码对应的SIP地址enum@sip.asrc.cn发起呼叫等[10]。此外,ENUM采用的NAPTR资源类型具有很强的扩展性,适用于标识P2P可能的多种应用。

  以P2P的互联网VoIP应用来说,电信网的用户如何能呼叫到P2P的VoIP终端?需要跨接在融合网络之上的寻址机制来实现相互发现。如图2所示,传统公共交换电话网(PSTN)终端发起呼叫,经过ENUM查询获得某个P2PVoIP终端的地址,进而寻址路由到被叫的P2P节点。

  

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  ENUM为P2P解决了从通信网发起呼叫的寻址问题,并适用于融合网络中的各种应用。

  4、结束语

  近年来,P2P技术的兴起与繁荣,为网络用户提供了更丰富的内容以及更便捷的交互方式。P2P无限沟通、人人为我、我为人人的理念,推进了互联网的进步,但也同时挑战了出版商、固网运营商以及内容提供商的根本利益。将版权、带宽占用等问题与P2P的优势作对比,可以看出,P2P技术应用的最大获益者是广大的网络用户。通过P2P技术,他们可以以更快捷的方式、更低廉的价格获得了更满意的服务。P2P技术所产生的影响,无疑将带来一场信息产业结构的变革。电信业、广电业何去何从,将在自身利益与用户利益的博弈之间走向一种平衡。ENUM技术作为跨越互联网和电信网的基础性架构,是融合网络的一条重要的技术途径。将ENUM技术与P2P相结合,可以使P2P共享的优势延伸到电信网络,加速网络融合。

  三网融合将更有利于实现用户利益的最大化。如今,利益转向用户的趋势已然开始显现,三网融合将在P2P所带来的无限分享理念的促使下逐渐发展。

  5、参考文献

  [1]中国互联网信息中心.中国互联网发展统计报告[EB/OL].2007.

  [2]Kazaa2003.TheKazaaWebsite[EB/OL].http://www.kazaa.com.

  [3]SHIRKYC.Whatisp2p…andwhatisn’tNetwork[EB/OL].http://www.oreillynet.com/pub/a/p2p/2000/11/24/shirky1-whatisp2p.html.

  [4]AnthensUniversityofEconomicsandBusiness.Asurveyofpeer-to-peercontentdistributiontechnologies[J].ACMComputingSurveys,2004,36(4):335-337.

  [5]韦乐平.三网融合的内涵与趋势[J].现代电信科技,2000(12):1-6.

  [6]iResearchConsultingGroup.Chinap2pstreamingresearchreport[R].2007.

  [7]韦乐平.三网融合与IPTV的发展和挑战[J].电信科学,2006,22(7):1-5.

  [8]邢小良,张新建.P2P技术给宽带接入网的挑战与发展机遇[J].电信技术,2006(8):34-36.

  [9]FALTSTROMP.TheE.164touniformresourceidentifiers(URI)dynamicdelegationdiscoverysystem(DDDS)application(ENUM)[S].RFC3761,2004.

  [10]毛伟,陈卉.基于ENUM的互联网通信[J].世界电信,2005,18(9):61-63.

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