12.2.2 P2P引入IMS[8][共10页]

P2P技术全面解析
影响。

IMS架构和P2P技术融合的难点和关键主要是在媒体资源和承载资源的控制机制上。

IMS采用承载和控制分离机制，并通过会话过程、资源接纳控制过程以及两者之间的结合来实现对媒体资源和承载资源的有效控制，同时能够实现通过在业务控制平面和传送平面之间引入资源接纳控制功能（RACF）实现对承载资源的有效控制，包括QoS控制，NAPT/FW控制和NAT穿越等功能。

但是P2P连接有“尽力而为”的特点，具有很强的动态性、并发性且持续时间可能短暂等特点，这种连接特性不太适宜进行频繁的会话连接建立或会话连接修改以及实施资源接纳控制。

因此，需要考虑一种将两者充分结合，同时又能够满足电信网一定的可控可管需求的架构，该架构应能够针对多种业务应用的特点，既能够实现全网负载均衡，又能够实现局部网络中业务流量的均衡。

在设计引入P2P技术的IMS结构时，应考虑以下因素。

①采用分级分域结构，可以强化和汇聚对媒体和资源的管理及控制，保证网络的可扩展性，同时可以对P2P流量实施本地优化。

对于域内没有的资源，应考虑尽量将终端P2P流量限定在域内、避免对骨干网络造成的冲击、充分利用媒体服务器的缓存功能等因素，最好由网络中的服务器负责实现跨域资源调度。

②支持传统终端和P2P终端，应考虑终端层面P2P技术的引入，充分发挥P2P技术的优点，利用P2P终端的资源和能力，简化网络的负荷。

但同时，在终端层面引入P2P带来了控制复杂性：内容分发控制方面，面向传统终端通常采用CDN技术来实现媒体内容的分发，为了支持P2P终端，需要考虑P2P控制和CDN的结合；资源控制方面，由于P2P连接具有很强的动态性、并发性且持续时间可能短暂等特点，会话控制和承载控制相结合的机制很难和P2P这种连接特性相适应，需要针对P2P连接特性相适应的控制机制，并且不同的终端类型应选用不同的控制机制。

③结合接入网状态对P2P流量进行控制。

这方面可以借鉴P4P（Proactive network Provider Participation for P2P，运营商主动参与的P2P技术）的思路，为了使电信运营商能够构建一个可管可控的基于P2P的网络，P4P在挑选Peer方面增加了一系列机制，如通过获得网络拓扑信息、用户位置信息、链路状态使得电信运营商可以基于其网络现状，以最优策略通过P2P技术向用户提供电信业务。

在对P2P流量进行控制方面可以借鉴这种思路。

④与基于IMS的核心网架构融合的P2P资源列表生成方法。

在列表生成方面不仅要考虑P2P终端状态、媒体资源分布情况、接入网状态、分级分域管理，还将充分考虑和基于IMS 的控制机制的融合（如和会话控制的交互及协同、传统终端对网络资源的占用等）。

12.2.2 P2P引入IMS[8]
1．分布式HSS
P2P HSS的网络架构如图12-5所示，网络中的HSS节点以P2P的方式组成一个覆盖网络，整个覆盖网络与网络中其他网络单元均有相应接口连接。

HSS是用户数据保存的重要功能实体，包括用户名、分配的ID、共享密钥、分配的服务、策略、媒体授权信息等。

它是IMS结构中的中心数据库，所以HSS的关键就在于每个用户的用户数据只对应存储在一台独立的HSS服务器上。

用户数据冗余可以通过将HSS数据复296
第12章 P2P 与IMS 的结合
297 制到备份HSS 上实现。

HSS 节点能力的伸缩性比较小，标准的商用HSS 都是功能齐全的实体，包括大容量的内存和处理能力很强的CPU 以应付大量的数据查询请求。

HSS 的能力被持久存储空间、内存容量和CPU 速度等节点因素制约。

当用户的数据超过一台HSS 的容量时，网络运营商需要部署新的HSS 实体保存新的用户数据。

图12-5 P2P HSS 网络架构
如果一个大型网络需要不止一台HSS 操作所有的用户，运营商必须安装SLF （Subscription Location Function ），SLF 包含每台HSS 负责的用户地址空间范围，可以用来定位保存用户相关数据的HSS 。

网络越大，需要的配置越复杂。

SLF 也会增加网络中单点失效的问题。

因为这些约束，我们将HSS 分布在运行了DHT 协议的多个不同节点上，DHT 对从小规模节点到大规模节点范围内的网络都具有良好可测量性和通过自动的复制功能组成自配置网络。

下面将介绍以分布式的DHT 方式来组织多个HSS 节点。

2．数据复制问题
保存在DHT 中的数据可以通过数据复制的方式保证数据在任何位置都可以访问。

自动复制机制保证了即使在一定数量的HSS 节点失效的情况下，DHT 网络的中原本可能随时丢失的数据仍能保存下来。

因为这些数据可以在DHT 网络中复制到r 个其他节点上。

r 的值由所使用的DHT 算法、数据保障机制和目标数据所需要的访问性能决定。

不同的DHT 机制中复制机制是不相同的，比如在以Chord 为基础的系统中，每个节点维护r 个最近后向节点的列表，所以系统可以自动将用户数据备份在r 个后向的HSS 节点上，当一个HSS 失效后，其他的节点随即负责这个失效节点所负责的数据查询工作。

（1）如何使用分布式HSS
当一个实体需要取出（GET 操作）包含有给定用户私有ID 的用户数据时，该实体可以从一个控制中心或O&M （控制管理软件）散列私有用户ID 得到资源标识，再根据该资源标识结合一个特定的DHT 算法定位保存这些数据的HSS 节点，并去除与私有用户ID 绑定的存储数据，其中最少包括了用户公共ID 的列表。

或者操作管理软件会散列每一个公共ID ，找。