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JP2005202589A - Ｐ２ｐネットワークのトラヒック制御システム - Google Patents

Ｐ２ｐネットワークのトラヒック制御システム Download PDF

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敦士 田上
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輝之 長谷川
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Abstract

【課題】P2Pトラヒックを物理ネットワークの回線容量やトポロジーに適合させるトラヒック制御システムを提供する。
【解決手段】トラヒック監視部２０１において、相手ノード識別部２０２は、各P2Pトラヒックで送受されるパケットのヘッダを監視して相手ノードの属性を識別する。監視対象抽出部２０３は、前記識別結果に基づいて監視対象のP2Pコネクションを抽出する。トラヒック量計測部２０４は、監視対象の各P2Pトラヒックの総量を求める。コネクション選別部２０５は、前記総トラヒック量に基づいて、遮断すべきコネクションを選別する。フィルタ部３０１は、トラヒック監視部２０１のコネクション選別部２０５で選別された遮断対象のコネクションを遮断する。
【選択図】図２

Description

本発明は、P2Pネットワークのトラヒック制御システムに係り、特に、P2Pトラヒックを制御して物理ネットワークの回線容量やトポロジーに適合させるP2Pネットワークのトラヒック制御システムに関する。
インターネットにおける新たなネットワークモデルとして、ピア・ツー・ピア(P2P) ネットワークが注目されている。P2Pネットワークは、従来のように情報を蓄積するサーバと、このサーバから情報を受け取る端末コンピュータ（クライアント）とで構成されるサーバ・クライアントモデルのコンピュータネットワークとは異なり、端末同士が対等に情報をやりとりする。一般的なP2Pネットワークに関しては特許文献１等に開示されている。
P2Pで構成される論理ネットワークでは、物理ネットワークの回線容量やトポロジーが考慮されないので、例えば物理ネットワーク上では遠い位置にあるノードが、論理ネットワーク上では近い位置にあると見なされる場合がある。このような場合、ファイルは遠い位置のノードから転送されることになるので、トラヒックに無駄な負荷が生じてしまう。このような技術課題に対して、非特許文献１では、P2Pトラヒックのネットワークに及ぼす影響が考察されている。
特開2002-312327 「P2Pファイル共有の実態と課題」，信学技法CQ2003-40(2003-07)
従来技術では、P2Pトラヒックのネットワークに及ぼす影響が考察され、その実態が明らかにされつつあるものの、P2Pトラヒックを物理ネットワークの回線容量やトポロジーに適合させる具体的な手法が何ら提案されていなかった。
本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、P2Pトラヒックを物理ネットワークの回線容量やトポロジーに適合させるべく制御するトラヒック制御システムを提供することにある。
上記した目的を達成するために、本発明は、P2Pネットワークのトラヒック制御システムにおいて、以下のような手段を講じた点に特徴がある。
(1)少なくとも一つのP2Pアプリケーションを実行するダミーノードと、前記ダミーノードの各アプリケーションと通信するコネクションを監視して切断対象のコネクションを選別する監視装置と、前記監視装置により選別されたコネクションを遮断するフィルタ装置とを含むことを特徴とする。
(2)前記監視装置は、各コネクションの相手ノードの属性を識別する手段と、前記相手ノードの属性に基づいて監視対象のトラヒックを判定する手段とを含むことを特徴とする。
(3)前記相手ノードの属性として、そのIPアドレスおよびポート番号を識別することを特徴とする。
(4)前記監視装置は、前記監視対象のコネクションのトラヒック量を積算し、所定の基準トラヒック量を超えたコネクションを選別して前記フィルタ装置へ通知することを特徴とする。
(5)前記監視装置は、前記監視対象のコネクションの継続時間を計時し、所定の基準経過時間を超えたコネクションを選別して前記フィルタ装置へ通知することを特徴とする。
本発明によれば、以下のような効果が達成される。
(1)P2Pアプリケーションを実行することでP2Pトラヒックを引き込むダミーノードを設け、このダミーノードとアプリケーションレベルで確立されるコネクションを監視するようにしたので、P2Pコネクションの選択的な監視が容易に行えるようになる。
(2)P2Pコネクションの相手ノードの属性を特定し、所定の属性を有するコネクションのみを監視対象としたので、例えば外部ネットワークに収容されたノードとの間に確立されるコネクションを監視対象とすれば、P2Pネットワークの構造を物理ネットワークのトポロジに適合させる意図的な制御が可能になる。
(3)遮断するコネクションを、そのトラヒック量あるいは継続時間といった計測容易なパラメータに基づいて選別するようにしたので、膨大なコネクションを簡単な構成で選別できるようになる。
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明が適用されるP2Pネットワークの構成を示したブロック図であり、第１のISPにより管理される第１ネットワークNW1には、本発明に係るトラヒック制御システム１が配置されている。
前記トラヒック制御システム１は、通常のP2Pノードとして機能することによりP2Pトラヒックを引き込むダミーノード１０と、このダミーノード１０を一方のピアとするP2Pトラヒックを監視して遮断対象のP2Pコネクションを選別する監視装置２０と、この監視装置２０により選別されたP2Pコネクションを遮断するフィルタ装置３０とを含む。
前記ダミーノード１０は、少なくとも一つのP2Pアプリケーションを実行することでP2Pノードとして振る舞い、第１ネットワークNW1に収容されているユーザノードN1のみならず、前記第１のISPとは異なる他の第２のISPにより管理される第２ネットワークNW2に収容されている非ユーザノードN2との間にもP2Pコネクションを確立する。
図２は、前記トラヒック制御システム１の機能ブロック図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。
アプリケーション実行部１０１およびデータベース（DB）１０２は前記ダミーノード１０に実装される。アプリケーション実行部１０１では、少なくとも一つのP2Pアプリケーション（第１アプリケーション、第２アプリケーション、第３アプリケーション…）が実行され、前記第２ネットワークNW2に収容された非ユーザノードN2を含む相手ノードとの間にP2PコネクションC1，C2，C3…がそれぞれ確立される。
前記データベース１０２には、パーソナルコンピュータにより構成される通常のP2Pノードの記憶容量を超える大きな記憶容量が確保され、隣接ノードから配布されるファイルや、隣接ノードからキャッシュとしての動作を指定された際に中継したファイル等が蓄積される。
トラヒック監視部２０１は前記監視装置２０に実装され、相手ノード識別部２０２、監視対象抽出部２０３、トラヒック量計測部２０４およびコネクション選別部２０５を含む。前記相手ノード識別部２０２は、各P2Pトラヒックで送受されるパケットのヘッダを監視して、相手ノードのIPアドレスおよびポート番号を抽出する。そして、前記抽出されたIPアドレスおよびポート番号に基づいて相手ノードの属性を識別する。監視対象抽出部２０３は、ダミーノード１０を一方のピアとする多数のP2Pコネクションの中から、前記識別結果に基づいて監視対象のP2Pコネクションを抽出する。
本実施形態では、前記相手ノードの属性として、その収容ネットワークおよびアプリケーションの種別を求め、P2Pアプリケーションにより確立されたコネクションであって、かつ相手ノードがダミーノード１０と異なるISPにより管理されているネットワークに収容されているP2Pコネクションを監視対象として抽出する。
トラヒック量計測部２０４は、監視対象の各P2Pトラヒックの総量を求める。コネクション選別部２０５は、前記総トラヒック量に基づいて、遮断すべきコネクションを選別し、選別結果をフィルタ部３０１へ通知する。
フィルタ部３０１は前記フィルタ装置３０に実装され、コネクション遮断部３０２、リセットパルス送信部３０３および接続拒否部３０４を含む。コネクション遮断部３０２は、前記トラヒック監視部２０１のコネクション選別部２０５で選別された遮断対象のコネクションを遮断する。リセットパルス送信部３０３は、前記遮断したコネクションに関して、前記ダミーノード１０および相手ノードの双方へリセットパルスを送信する。接続拒否部３０４は、前記遮断したコネクションの相手ノードからの再度の接続要求を所定時間だけ拒否する。
次いで、図３のフローチャートを参照して前記トラヒック監視部２０１の動作を詳細に説明する。
ステップＳ１において、ダミーノード１０と他のノードとの間にP2Pコネクションが新たに確立されたことが検知されると、ステップＳ２では、前記相手ノード識別部２０２により相手ノードのIPアドレスおよびポート番号が識別される。ステップＳ３では、前記識別結果に基づいて、当該コネクションが監視対象であるか否かが判別される。
本実施形態では、前記相手ノード識別部２０２において、IPアドレスに基づいて相手ノードが第１ネットワークNM1に収容されているユーザノードN1および第２ネットワークNM2に収容されている非ユーザノードN2のいずれであるかが判断され、かつポート番号に基づいてアプリケーションが認識され、確立されたコネクションがP2Pコネクションであるか否かが判定される。そして、相手ノードが非ユーザノードN2であり、かつ確立されたコネクションがP2Pコネクションであると判定されると、前記監視対象抽出部２０３により、当該コネクションが監視対象として抽出される。ステップＳ４では、図４に一例を示したトラヒック監視テーブルに、当該コネクションに関するエントリが新たに登録される。
ステップＳ５では、前記トラヒック量計測部２０４により当該P2Pコネクションを流れるパケットのデータ量が求められ、前記トラヒック監視テーブル上で積算される。ステップＳ６では、前記コネクション選別部２０５により、総トラヒックNが所定の上限値Nmaxと比較される。総トラヒック量Nが上限値Nmaxに達しておらず、かつステップＳ７において当該コネクションの切断が検知されていない限りはコネクションが維持され、前記ステップＳ５へ戻ってトラヒック量の積算および総トラヒックNと上限値Nmaxとの比較が繰り返される。
その後、当該P2Pコネクションが切断されることなく総トラヒック量Nが上限値Nmaxに達するとステップＳ９へ進む。ステップＳ９では、当該P2Pコネクションが遮断対象として選別される。ステップＳ１０では、この選別されたP2Pコネクションがフィルタ部３０１へ通知される。ステップＳ８では、当該P2Pコネクションのエントリが前記トラヒック監視テーブルから消去される。
前記フィルタ部３０１は、遮断対象のP2Pコネクションを通知されると、コネクション遮断部３０２において当該コネクションを遮断すると共に、前記リセットパルス送信部３０３から、当該遮断されたP2Pコネクションに関して、前記ダミーノード１０および相手ノードN2の双方へリセットパルスが送信される。接続拒否部３０４は、当該遮断されたコネクションの相手ノードN2のIPアドレスをブラックリストとして所定期間保持し、当該相手ノードN2からの再度の接続要求を拒否する。
このように、本実施形態では記憶容量の大きなダミーノード１０を配置し、これをキャッシュとして利用できるようにしたので、P2Pコネクションを当該ダミーノードに集中させることができる。したがって、当該ダミーノード１０に至る経路の回線容量を選択的に増設すれば、P2Pコネクションの物理ネットワークに与える影響を抑えることができるのみならず、ユーザノードの外部ネットワーク（第２ネットワークNW2）への接続が減ぜられる。
また、非ユーザノードからユーザノードへの接続は遮断される頻度が高くなり、異なるネットワークを跨ぐコネクションを減少させることができるので、物理ネットワークのトポロジに適合したP2Pネットワークの構築が可能になる。
なお、上記した実施形態では、各P2Pコネクションのトラヒック量を求め、総トラヒック量Nが上限値Nmaxを超えたP2Pコネクションを遮断するものとして説明したが、本発明はこれのみに限定されるものではなく、各P2Pコネクションの接続時間を監視し、接続時間が上限値を超えたP2Pコネクションを遮断するようにしても良い。
本発明が適用されるネットワークの構成を示したブロック図である。 本発明に係るトラヒック制御システムの機能ブロック図である。 トラヒック制御システムの動作を示したフローチャートである。 トラヒック監視テーブルの一例を示した図である。
符号の説明
１０…ダミーノード
２０…監視装置
３０…フィルタ装置３０
NM1…第１ネットワーク
NM2…第２ネットワーク
N1…ユーザノード
N2…非ユーザノード

Claims (5)

  1. P2Pネットワークのトラヒックを制御するトラヒック制御システムにおいて、
    少なくとも一つのP2Pアプリケーションを実行するダミーノードと、
    前記ダミーノードの各アプリケーションと通信するコネクションを監視して切断対象のコネクションを選別する監視装置と、
    前記監視装置により選別されたコネクションを遮断するフィルタ装置とを含むことを特徴とするP2Pネットワークのトラヒック制御システム。
  2. 前記監視装置は、
    各コネクションの相手ノードの属性を識別する手段と、
    前記相手ノードの属性に基づいて監視対象のトラヒックを抽出する手段とを含むことを特徴とする請求項１に記載のP2Pネットワークのトラヒック制御システム。
  3. 前記相手ノードの属性として、そのIPアドレスおよびポート番号を識別することを特徴とする請求項２に記載のP2Pネットワークのトラヒック制御システム。
  4. 前記監視装置は、前記監視対象のコネクションのトラヒック量を積算し、所定の基準トラヒック量を超えたコネクションを選別して前記フィルタ装置へ通知することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のP2Pネットワークのトラヒック制御システム。
  5. 前記監視装置は、前記監視対象のコネクションの継続時間を計時し、所定の基準経過時間を超えたコネクションを選別して前記フィルタ装置へ通知することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のP2Pネットワークのトラヒック制御システム。
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