一种对等联网业务自动流量控制方法及系统.pdf

本发明公开了一种对等联网P2P业务自动流量控制方法及系统，其中，所述方法，包括以下步骤：网络设备对当前网络流量状况进行统计，根据当前占用的网络流量和流量控制策略确定当前的流量控制方式并执行：如果当前流量小于设定的第一门限，则允许增加指定的P2P应用连接；如果当前流量大于设定的第二门限，则阻断指定的P2P应用连接，所述第一门限小于等于所述第二门限。本发明解决了传统网络流量管理中对于P2P类应用流量管理缺乏灵活性，单纯进行阻断或实施单一策略带来的不足，既可以保证在网络业务繁忙的时段不影响正常网络业务的进行，也可以在网络流量较小，有空闲带宽可利用的情况下合理分配P2P的使用以避免网络资源的浪费。

1.  一种对等联网P2P业务自动流量控制方法，其特征在于，
网络设备对当前网络流量状况进行统计，根据当前占用的网络流量和流量控制策略确定当前的流量控制方式并执行：如果当前流量小于设定的第一门限，则允许增加指定的P2P应用连接；如果当前流量大于设定的第二门限，则阻断指定的P2P应用连接，所述第一门限小于等于所述第二门限。

2.  根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
在当前流量小于设定的第一门限时，所述网络设备还根据当前流量与设定的第一门限的差值，设定允许增加的P2P应用的最大数量和/或每个P2P应用的最大流量限制；
在当前流量大于设定的第二门限时，所述网络设备还根据当前流量与设定的第二门限的差值，确定所要阻断的相应P2P应用并执行，完成后将保存的已连接的相应P2P应用连接信息删除或置为未连接，结束。

3.  根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，
网络设备是依据设定的时间间隔对当前网络环境中的流量状况进行周期性统计。

4.  根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，
所述网络设备捕获了指定的P2P应用报文后如判断其为新增加的P2P应用，则根据当前的流量控制方式和执行情况判断能否增加P2P应用连接，如果能，则直接进行连接并记录该已连接的P2P应用连接信息，同时更新本次统计周期已连接的P2P应用数量。

5.  根据权利要求4所述的方法，其特征在于，
所述网络设备根据当前的流量控制方式和执行情况判断能否增加P2P应用连接时，如判断当前的流量控制方式为允许增加指定的P2P应用连接，并且在最近一次统计后已连接的P2P应用小于该次统计确定的可增加的P2P应用的最大数量，则能够增加P2P应用连接，否则不能够增加。

6.  根据权利要求4所述的方法，其特征在于，
所述网络设备根据当前的流量控制方式和执行情况判断不能增加P2P应用连接时，则丢弃所述新增加的P2P应用连接信息。

7.  一种对等联网P2P自动流量控制系统，其特征在于，包括网络流量控制器，以及与该网络流量控制器连接的存储装置和策略实施装置，其中：
所述网络流量控制器，用于对当前网络流量情况进行统计，结合从存储装置中提取的流量控制策略确定对指定P2P应用的当前流量控制方式并保存在存储装置中，如当前流量小于设定的第一门限，则允许增加指定的P2P应用连接；如当前流量大于设定的第二门限，则应阻断指定的P2P应用连接，将允许增加连接和应阻断连接的流量控制方式发送到所述策略实施装置，所述第一门限小于等于所述第二门限；
所述策略实施装置，用于接收所述网络流量统计器发送的当前流量控制方式，进行指定P2P应用的连接，或者阻断已建立连接的指定P2P应用连接并将保存的相应P2P应用连接信息删除或置为未连接；
所述存储装置，用于保存已连接的P2P应用连接信息、配置的流量控制策略信息、当前流量控制方式和执行情况信息。

8.  根据权利要求7所述的系统，其特征在于，
所述网络流量控制器在当前流量小于设定的第一门限时，还根据当前流量与设定的第一门限的差值，设定允许增加的P2P应用的最大数量和/或每个P2P应用的最大流量限制并发送到所述策略实施装置；且，在当前流量大于设定的第二门限时，还根据当前流量与设定的第二门限的差值，确定所要阻断的相应P2P应用，并发送到所述策略实施装置。

9.  根据权利要求7或8所述的系统，其特征在于，还包括P2P应用识别器和P2P应用处理器，其中：
所述P2P应用识别器，用于依据实际捕获的数据报文确定当前交互的数据是否为指定的P2P应用，并将P2P应用数据报文中提取出的P2P应用连接信息发送给P2P应用处理器；
所述P2P应用处理器，用于接收P2P应用识别器发来的P2P应用连接信息，如判断其为新增P2P应用连接，则从存储装置中提取的当前流量控制方式及其执行情况，如判断当前的流量控制方式为允许增加指定的P2P应用连接，并且在最近一次统计后已连接的P2P应用小于该次统计确定的可增加的P2P应用的最大数量，则判断能够增加P2P应用连接，将新增P2P应用连接信息发送给策略实施装置进行连接；
所述策略实施装置是根据收到的新增P2P应用连接信息进行指定P2P应用的连接并记录该已连接的P2P应用连接信息，同时更新存储的本次统计周期已连接的P2P应用数量。

10.  根据权利要求9所述的系统，其特征在于，
所述网络流量控制器是依据设定的时间间隔对当前网络环境中的流量状况进行周期性统计；
所述P2P应用处理器根据当前的流量控制方式和执行情况判断不能增加P2P应用连接时，则丢弃所述新增加的P2P应用连接信息。

一种对等联网业务自动流量控制方法及系统
技术领域
本发明涉及一种用于P2P(peer-to-peer，对等联网)应用过程中进行流量的自动控制的方法及系统，可应用于网络管理产品及审计产品中。
背景技术
网络管理系统是目前应用日益广泛的作为网络安全防护的重要手段，它通过对网络内部整体架构及应用的配置以达到最优的网络使用效率。它通过对于当前网络运行状态的监控及策略调整，是网络业务得以顺利正常的运行，避免网络资源的滥用及浪费，保障网络系统的正常运营，是企业实现IT管理和控制的有效方法。随着网络的发展目前的网络环境当中出现了越来越多的P2P类应用。P2P网络结构及应用的发展从网络资源的共享角度来看是很好的思想并且有着不可比拟的优势，它能够提高网络资源的利用率，提高资源共享率，是未来网络发展的一大趋势。但是由于缺乏统一的标准和使用规范，P2P应用的出现也带来很多的弊端。这主要体现在对于网络资源的滥用上，比如P2P的下载占用带宽过大，严重影响其他正常网络业务的使用等等。
随着P2P应用带来的弊端日益严重，很多的网络安全产品考虑不同的措施希望对于P2P应用加以限制。但是目前的网络管理产品对于P2P类应用的具体控制或限制方案的考虑并不完善。很多安全产品如防火墙、IPS、UTM等产品试图提供对于P2P应用加以阻断来解决当前P2P滥用网络资源的问题。多数的产品采用了协议解析加特征匹配的方式在网络环境中检测P2P的具体应用、如BT、emule等等，随后对于发现具有协议特征的报文采取各种方式进行阻断。但是采用阻断的方式也面临很多的问题。首先P2P作为一种新的网络应用，其原理及结构是非常先进而合理的，是未来网络的发展趋势，单一进行阻断并不利于网络的发展。此外，由于阻断的实施，越来越多的P2P应用采用了加密等躲避方式，结果造成了阻断越来越难，甚至是进行检测识别都变的非常困难，这反而不利于对P2P应用进行合理的管理和引导。因此说阻断并非解决问题最好的办法。
其次，一些网络管理系统或管理人员采用了限制流量或连接数的做法限制P2P应用的使用以避免对正常网络业务的干扰。但是绝大多数的限制方式是单一的，例如限定连接数阈值或流量阈值等等。这也会造成一些问题，在网络繁忙和网络不繁忙的时候采用相同的限制方式势必会造成网络资源的浪费。比如一般的网络环境中，上班时段的网络业务繁忙，此时需要尽量降低P2P的使用甚至停止使用以便为正常业务保留足够的带宽，而到了夜间带宽空闲的时候应该提高P2P应用的使用范围以做到网络资源的最大利用。因此有必要发展一种能够实现对P2P应用流量进行自动控制方法用以提高网络系统对于资源的合理分配，既正常业务的使用也能保证网络资源的最大利用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种P2P自动流量控制方法及系统，实现了在实际网络环境中实时的根据流量统计情况自动调整对于P2P应用限制或管理的策略，同时具有灵活性强、速度快和准确率高等优点。
为了解决上述问题，本发明提供了一种对等联网P2P业务自动流量控制方法，包括以下步骤：网络设备对当前网络流量状况进行统计，根据当前占用的网络流量和流量控制策略确定当前的流量控制方式并执行：如果当前流量小于设定的第一门限，则允许增加指定的P2P应用连接；如果当前流量大于设定的第二门限，则阻断指定的P2P应用连接，所述第一门限小于等于所述第二门限。
进一步的，在当前流量小于设定的第一门限时，所述网络设备还根据当前流量与设定的第一门限的差值，设定允许增加的P2P应用的最大数量和/或每个P2P应用的最大流量限制；
在当前流量大于设定的第二门限时，所述网络设备还根据当前流量与设定的第二门限的差值，确定所要阻断的相应P2P应用并执行，完成后将保存的已连接的相应P2P应用连接信息删除或置为未连接，结束。
进一步的，网络设备是依据设定的时间间隔对当前网络环境中的流量状况进行周期性统计。
进一步的，所述网络设备捕获了指定的P2P应用报文后如判断其为新增加的P2P应用，则根据当前的流量控制方式和执行情况判断能否增加P2P应用连接，如果能，则直接进行连接并记录该已连接的P2P应用连接信息，同时更新本次统计周期已连接的P2P应用数量。
进一步的，所述网络设备根据当前的流量控制方式和执行情况判断能否增加P2P应用连接时，如判断当前的流量控制方式为允许增加指定的P2P应用连接，并且在最近一次统计后已连接的P2P应用小于该次统计确定的可增加的P2P应用的最大数量，则能够增加P2P应用连接，否则不能够增加。
进一步的，所述网络设备根据当前的流量控制方式和执行情况判断不能增加P2P应用连接时，则丢弃所述新增加的P2P应用连接信息。
为了解决上述问题，本发明还提供了一种对等联网P2P自动流量控制系统，包括网络流量控制器，以及与该网络流量控制器连接的存储装置和策略实施装置，其中：
所述网络流量控制器，用于对当前网络流量情况进行统计，结合从存储装置中提取的流量控制策略确定对指定P2P应用的当前流量控制方式并保存在存储装置中，如当前流量小于设定的第一门限，则允许增加指定的P2P应用连接；如当前流量大于设定的第二门限，则应阻断指定的P2P应用连接，将允许增加连接和应阻断连接的流量控制方式发送到所述策略实施装置，所述第一门限小于等于所述第二门限；
所述策略实施装置，用于接收所述网络流量统计器发送的当前流量控制方式，进行指定P2P应用的连接，或者阻断已建立连接的指定P2P应用连接并将保存的相应P2P应用连接信息删除或置为未连接；
所述存储装置，用于保存已连接的P2P应用连接信息、配置的流量控制策略信息、当前流量控制方式和执行情况信息。
进一步的，所述网络流量控制器在当前流量小于设定的第一门限时，还根据当前流量与设定的第一门限的差值，设定允许增加的P2P应用的最大数量和/或每个P2P应用的最大流量限制并发送到所述策略实施装置；且，在当前流量大于设定的第二门限时，还根据当前流量与设定的第二门限的差值，确定所要阻断的相应P2P应用，并发送到所述策略实施装置。
进一步的，所述系统还包括P2P应用识别器和P2P应用处理器，其中：
所述P2P应用识别器，用于依据实际捕获的数据报文确定当前交互的数据是否为指定的P2P应用，并将P2P应用数据报文中提取出的P2P应用连接信息发送给P2P应用处理器；
所述P2P应用处理器，用于接收P2P应用识别器发来的P2P应用连接信息，如判断其为新增P2P应用连接，则从存储装置中提取的当前流量控制方式及其执行情况，如判断当前的流量控制方式为允许增加指定的P2P应用连接，并且在最近一次统计后已连接的P2P应用小于该次统计确定的可增加的P2P应用的最大数量，则判断能够增加P2P应用连接，将新增P2P应用连接信息发送给策略实施装置进行连接；
所述策略实施装置是根据收到的新增P2P应用连接信息进行指定P2P应用的连接并记录该已连接的P2P应用连接信息，同时更新存储的本次统计周期已连接的P2P应用数量。
进一步的，所述网络流量控制器是依据设定的时间间隔对当前网络环境中的流量状况进行周期性统计；
所述P2P应用处理器根据当前的流量控制方式和执行情况判断不能增加P2P应用连接时，则丢弃所述新增加的P2P应用连接信息。
与现有技术相比，本发明解决了传统网络流量管理中对于P2P类应用流量管理缺乏灵活性，单纯的进行阻断或实施单一策略带来的各种不足。从整个当前网络环境的流量状况出发，对P2P应用进行合理化的策略调整，动态的根据实际情况限制P2P应用对带宽的使用情况。既可以保证在网络业务繁忙的时段不影响正常网络业务的进行，也可以在网络流量较小，有空闲带宽可利用的情况下合理分配P2P的使用以避免网络资源的浪费。有助于网络管理系统或网络管理人员依据实际网络状况灵活的设置对于P2P的合理化管理，具有很好的实施灵活性和适用性，可广泛应用网络产品中。
附图说明
图1是本发明实施例网络设备在捕获到数据报文后对P2P应用识别和处理的流程图；
图2是本发明实施例网络设备的P2P自动流量控制的流程图；
图3是本发明实施例的P2P自动流量控制系统架构图。
具体实施方式
本发明为了解决传统技术方案存在的弊端，通过以下具体实施例进一步阐述本发明所述的一种P2P自动流量控制方法及系统，以下对具体实施方式进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
下文中，流量控制与P2P业务识别和处理为由不同事件触发的相互独立进行的两个流程。流量控制流程在需要时，调用P2P业务识别和处理流程中的结果。
本实施例以实际捕获的网络报文为样本，根据各种P2P应用过程中使用的协议格式对数据报文进行解析并且依赖该P2P应用通信过程当中传输的数据报文当中具有报文特征或行为进行P2P应用的识别。
如图1所示，本发明实施例网络设备在捕获到数据报文后，对P2P应用识别和处理的流程图，包含以下步骤：
步骤100，根据实际捕获的当前交互的数据报文及各类P2P应用具有的特征，采用数据包协议分析技术对所述数据报文进行层次化解析；
步骤101，确定当前网络交互的数据是否是需要限制的P2P应用，如果是，则执行步骤102；如果不是P2P应用，则丢弃捕获的报文，结束；
步骤102，从接收到的P2P应用数据报文中提取P2P应用连接信息，判断是否新增加的P2P应用，如果不是，则按现有方法处理，结束；如果是，执行步骤103；
具体地，依据提取的可用的P2P应用连接信息查询当前存储的所有P2P应用连接信息，如果查询结果表明该P2P应用连接信息已经包含在库中则不做改动，同时继续查询由网络流量控制器提供的下一个P2P应用连接信息(如果存在下一个P2P应用连接信息)。如果查询结果表明该P2P应用连接信息没有保存过，则表明其为新增加的P2P应用连接信息。
步骤103，根据当前的流量控制方式和执行情况，判断是否还可以增加P2P应用连接：
如果可以增加(如当前的流量控制方式允许增加，并且在最近一次统计后已连接的P2P应用小于该次统计确定的可增加的P2P应用的最大数量)，则执行步骤104；
如果不可以增加(如当前的流量控制方式不允许增加，或者在最近一次统计后已连接的P2P应用已达到该次统计确定的可增加的P2P应用的最大数量)，则执行步骤105；
步骤104，直接进行连接并建立新的存储条目记录该已连接的P2P应用连接信息，同时更新本次统计周期已连接的P2P应用数量，结束；
步骤105，不对所述新增加的P2P应用进行连接，丢弃提取的P2P应用连接信息，结束。
对于步骤100可用一个示例来说明。例如，“％13BitTorrent％20Protocol”用于标识BT协议或使用BT协议工作的软件通信过程中的BT消息类型，可以用它来作为BT协议静态识别特征。无论采用的BT客户端为何种类型，其使用的BT协议进行数据报文封装时都具有此特征。又如Edonkey的协议特征可以设定如下：
E3 96 FF F0载荷长度6
E3 A2 FF F0载荷长度6
E3 97      载荷长度34
E3 9A   载荷长度18
E3 92   载荷长度10
此外对于某些难以用单一报文静态特征进行P2P识别的协议可以依据其行为特征进行识别，同样以Edonkey协议为例可以设定如下：
1)Edonkey2000使用很多6字节长的UDP报文来发送服务器状态请求数据包(客户端请求服务器状态步骤特征说明该连接处于该状态)。
2)Edonkey2000使用过程中一般使用长度为25字节的包来实现查找功能，因此可以认为实际会话中将长度为25的Edonkey2000数据包作为查找状态的标识。
3)Edonkey2000使用过程中客户端连接网络中其它节点时会发送大量UDP报文，其中该客户端主要使用两个端口，其中一个用来和服务器端连接，另一个发送连接请求给其他同等客户端。见图3。因此我们可以设定该状态特征为单位时间内同一源IP使用某一UDP端口发送大量UDP报文给其它大量不同的目的IP超过某一阈值则判断为P2P应用连接请求。
本实施例设定P2P应用流量控制策略为：当前带宽占用低于设定的第一门限(这里可以设定为总带宽的90％)时，认为存在足够的空闲流量，允许增加P2P应用；当前带宽占用超过设定的第二门限(这里可以设定为总带宽的95％，应大于等于第一门限)时，阻断当前进行的部分或全部P2P应用。本发明不局限于此，还可以应用其它的控制策略来判断是否应该阻断或增加P2P应用。
至于P2P应用流量控制策略的具体方案(调整P2P应用的具体数量，流量限制等等)，在实际流程中，是根据检测的结果实时确定(比如增加几个p2p、每个流量限制多少，需要实时制定的)。如图2所示，本发明实施例网络设备的P2P自动流量控制的流程图，包含以下步骤：
S1，周期性地对当前网络流量状况进行统计；
依据设定的时间间隔(周期性的)对当前网络环境中的流量状况进行统计，确定当前流量占用带宽的比例；
S2，根据该比例与设定门限，结合P2P应用流量控制策略，确定当前的流量控制方式：如果该比例小于第一门限，即存在足够空闲流量时，允许增加P2P应用，执行步骤S3；如果该比例大于第二门限，需要进行当前P2P流量削减或降低，执行步骤S4；如果该比例处于第一、第二门限之间，则不处理，结束；
S3，确定要连接的新增P2P应用及其数量，结束；
S4，按当前流量控制方式规定的数量确定要阻断的P2P应用连接并执行，完成后将保存的已连接的相应P2P应用连接信息删除，结束。
具体地，可以按照P2P应用连接信息存储的先后顺序来确定要阻断的P2P应用，如先存储的优先进行阻断，并在存储装置中删除相关条目。如果保存的已连接的P2P应用连接信息数量小于P2P应用流量控制方案所制定的数目，则直接删除库中全部已连接的P2P应用连接信息。
如图3所示，是本发明实施例的P2P自动流量控制系统架构图。包括网络流量控制器302、存储装置303、策略实施装置304、P2P应用识别器300和P2P应用处理器301。
P2P应用识别器300，用于依据实际捕获的数据报文及各类P2P应用的不同特征对当前报文进行层次化的数据包协议分析，如确定当前交互的数据是P2P应用还需确定所述P2P应用类型，并提取所捕获的数据报文中的P2P应用连接信息发送给P2P应用处理器301；
P2P应用处理器301，用于依据P2P应用识别器300发来的P2P应用连接信息进行相应处理，如判断其为新增P2P应用连接，则根据从所述存储装置303提取的当前流量控制方式及其执行情况判断是否还可以增加P2P应用连接，如允许，将新增P2P应用连接信息发送给策略实施装置304中的P2P应用连接模块，否则，丢弃新增P2P应用连接信息。
网络流量控制器302，用于依据设定时间间隔对当前网络流量情况进行统计，并结合由存储装置303提取的流量控制策略和统计的当前流量确定当前的P2P流量控制方式，包括可增加连接、应阻断连接或不处理三种(具体还可包括可连接或应阻断的P2P应用数量及每个P2P应用的最大流量等)，将当前P2P流量控制方式保存在存储装置303中，将前两种控制方式分别发送给策略实施装置304中的P2P应用连接模块和阻断模块。
存储装置303，用于保存已连接的P2P应用连接信息，配置的流量控制策略信息及当前流量控制方式和执行情况的信息；
策略实施装置304，还包括：P2P应用连接模块和P2P应用阻断模块；
P2P应用连接模块，用于接收到P2P应用处理器301发来的新增P2P应用连接信息后，建立相应的P2P应用连接，然后将新增P2P应用连接信息保存到存储装置303中并标记为已连接，相应增加本统计周期已连接的P2P应用数量。
P2P阻断模块，根据网络流量控制器302传来的应阻断连接的P2P流量控制方式，提取存储装置303中相应数量的已连接P2P应用连接信息并阻断相应的P2P应用连接，然后删除相应的P2P应用连接信息或将其置为未连接。
上述装置功能的一些具体实现见上述方法中的描述，此处不再赘述。
以下为以上实施例的一个应用示例：
不论当前是否有P2P数据交互(不因P2P数据交互的存在触发)，依据预先设定的时间间隔对当前网络流量状况进行详细统计。主要是为了反映当前网络流量每秒钟传输的字节数，对于网络总带宽的占用情况。例如当前网络流量为1.5M/秒，网络总带宽为2M，则当前流量占用带宽为75％。之后根据此时的流量状况制定新的P2P应用控制策略的具体方案并提供相应信息给策略实施器及存储装置进行相关操作。假设系统预先设定第一门限为总带宽的90％，则说明当前P2P可用流量为15％即300k/秒。则可以制定新的P2P应用控制规则为增加P2P连接10个，且每个连接速度限制为不超过30k/秒。网络流量控制器将此新的控制策略下发给策略实施装置对新增加的P2P应用连接进行流量限制。同时网络流量控制器将P2P应用识别器提供的新增加的P2P应用连接信息写入存储装置直至达到10个。提供的P2P应用连接信息包括相应P2P连接的源IP、目的IP、源端口、目的端口等；存储装置以此作为当前可用的P2P应用连接的记录。
假设当某个时间间隔后网络流量统计发现当前流量占用带宽超过第一门限90％，则说明此时有非P2P使用业务需要更多的带宽支持。则需要降低当前网络环境当中的P2P应用流量以便提供更多的网络资源给其他正常的网络业务，但此时流量尚未超过第二门限95％，可以不改变当前的流量控制方式。
假设当前网络流量统计发现目前的流量占用了95％--100％的带宽，超过第二门限，表明当前网络环境没有空闲的带宽可用，需要削减当前P2P流量来释放更多的资源给其他正常的网络业务，在流量统计之后调整P2P应用控制策略，例如新的策略具体方案为关闭当前5个正在使用的P2P连接；则提供5个连接信息，并根据这5个当前P2P应用连接信息对这5个连接进行阻断，同时删除已保存的这5个P2P应用连接信息；这样，处于该5个连接上的P2P应用终止，为其他正常的网络业务提供150k/秒的带宽使用。如果在经过一个时间间隔之后如果流量仍然过大则循环按照这种调整方式直至当前网络流量占用带宽降到90％以下或当前P2P应用连接状态存储装置当中没有记录为止。
当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。