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P2P突进移动终端

当P2P繁华落尽,开始向技术本质回归的时候,或许才是P2P再度生机焕发之时。

智能手机的爆发式蔓延,带来了移动互联网流量的快速增长,也进一步加剧了移动互联网流量和无线带宽之间的矛盾。自营业务和开放互联网业务在服务和内容上逐步趋同,以及通道资费水平趋同,这些变化都给传统的电信模式带来了强烈的冲击。

中国移动(微博)曾经做出这样的预测,从2008年到2013年移动互联网的数据流量会以每年131%的复合增长率增长,最终流量变为2008年时的66倍。而移动通信系统峰值速率从UMTS(通用移动系统)到LTE+(长期演进后续技术)仅以每年55%的复合增长率增加,这对运营商来说无疑是巨大的挑战。

另一方面,在我们的日常生活中,有相当一部分的手机多媒体内容是由用户生成的或者仅是被储存在手机上的。这种被称为“源自用户的内容”(User Originated Content,UOC)的信息正被越来越多的手机用户分享给其朋友和家人,或者上传至社会网络。业界主流观点也认为,视频数字化、播放流媒体化、收视互动化和个性化将是移动互联网未来业务的发展方向,可在我国,手机之间的文件互通却一直踟蹰不前。

随着手机开始装备蓝牙、WiFi和WiMAX功能,终端用户可以使用替代网络来分享内容,以此有效地绕过运营商的移动网络和移动内容价值链(content value chain)。据美国市场研究公司Pioneer Consulting在其研究报告中表示,由于用户共享内容和绕过现有的价值链,到2012年之前,估计价值达164亿美元的收益机会将存在风险。该报告的作者罗伯特谢(Robert Hsieh)表示,移动运营商需要在他们自己的网络中应用接受点对点(peer to peer,P2P)的方法,并要集中于利用辅助P2P和强化P2P的优势来减轻混乱。

P2P是英文Peer to Peer(对等)的简称,又被称为“点对点”。“对等”技术,是一种网络新技术,依赖网络中参与者的计算能力和带宽,而不是把依赖都聚集在较少的几台服务器上。P2P网络架构天生具有耐攻击、高容错的优点。由于服务是分散在各个节点之间进行的,部分节点或网络遭到破坏对其他部分的影响很小,像传统网络结构中中心节点故障导致所有业务瘫痪的现象几乎不会出现。

采用P2P架构可以有效地利用互联网中散布的大量普通节点,将计算任务或存储资料分布到所有节点上,利用其中闲置的计算能力或存储空间,达到高性能计算和海量存储的目的,通过利用网络中的大量空闲资源,可以用更低的成本提供更高的计算和存储能力。利用P2P技术在现有移动通信网络上建立叠加网络,可以大大提升核心网利用效率,从而提升流量处理能力。

Frost&Sullivan中国区总裁王煜全(微博)曾指出,手机的本质就是用户之间的相互连接,为什么我们打电话用不着呼转到运营商再转到对方,但是应用却无法实现网络上的互通呢?他认为,在移动互联网领域,P2P的平台可以是无限大的。

“据说谷歌现在想从技术上解决手机能实现P2P。我认为没必要,我认为从用户体验上是一个顺畅的P2P,其实你的后台足够好了,因为立刻就能实现。你一看手机就发现说,手机有可能做成一个叫开放的SNS社区。SNS是什么?就是好友关系、社会关系,你的好友关系不就在你的电话本里面吗,每个人把电话本拿出来不就是一个巨大的Network,这个Network和Facebook和推特有什么区别,就是没有人有主控控制住所有的社会关系,因为有主控权的世界是可怕的,没有主控权的世界是创业者大有可为的。”王煜全说道。

在这种背景之下,P2P极有可能成为一个“原子弹级”的应用平台。AOL(美国在线)软件工程师宁力在接受《互联网周刊》采访时表示,由于互联网的网络带宽比较充足,传送图片、视频等文件不会有什么障碍;但是如果我们用移动终端连接网络,那在终端上放一个软件,让移动终端变成网络中的节点,“会有很好的减压效果,当然技术上面有待提高,传送的速度和带宽都需加大。所以这种模式还是要取决于运营商的态度”。这种模式即指P2P在移动互联网的应用模式。目前在中国,这个模式并不清晰。

据美国市场研究公司Pioneer Consulting在其研究报告中表示,由于用户共享内容和绕过现有的价值链,到2012年之前,估计价值达164亿美元的收益机会将存在风险。

该报告的作者罗伯特•谢(Robert Hsieh)表示,移动运营商需要在他们自己的网络中应用接受P2P的方法,并要集中于利用辅助P2P和强化P2P的优势来减轻混乱。然而事实上,P2P却通常被移动运营商所唾弃,甚至一度成为绝不能说出口的禁忌,相比工程问题而言,这更是一种态度问题。除非运营商就此醒觉,否则这一问题是无法解决的。无独有偶,社科院信息化进程中心秘书长姜奇平(微博)也认为是P2P占用了大量网络流量却不能为运营商带来利益,导致运营商人为地限制、阻碍了P2P技术在移动互联网领域的发展。

由于中国的无线带宽小、发展速度慢、价格高昂,因此对于移动运营商而言,无线资源是非常宝贵的。如何在P2P业务和无线资源消耗之间取得平衡,是移动运营商需要重点考虑的问题。具体的做法是选择一些节点之间业务流量较小的P2P业务,以及通过一定的方法限制这些节点之间的信息流量,例如对于基于P2P的文件共享系统,不采用基于洪泛法构建的P2P业务,避免P2P网络的规模过于庞大,同时严格限制共享文件的大小。

中国的运营商,也已经开始尝试改变自己的思路并将P2P从运营为主拉回技术为主。2008年底,为了解决移动互联网带来的业务和运营上的挑战,中国移动提出了新一代可运营、可管理的分布式核心网体系和功能架构,即DSN(分布式网络),时隔两年,中国移动在DSN方面的研究进入新的阶段,在DSN架构、关键技术研究以及标准推进、产业推广等方面都有了重大进展。在DSN发布两年后,中移动再发DSN技术白皮书2.0版本,其中明确了DSN网络体系架构,自下而上分为三层,分别是物理基础平台层、叠加网层和业务平台层。

据中国移动研究项目经理院张云飞介绍,这三层架构环环相扣,其中物理基础平台层是通过完善的基础平台资源管理系统,将各种PC、服务器或是其他各种机器资源管理起来;叠加网层用来实现底层传统交换机实现不了的而网络又需要增强的基础网络能力;业务应用平台层负责给用户提供更大丰富的移动互联网业务。

有分析称,P2P的本质是技术,而技术始终需要一个展示的平台和有力的合作伙伴,相对运营商的舞台来说,自我运营的力量显得微弱,当丧失了发展初期最好的时间后,在运营商也开始切入这片领域之时,此消彼长,技术派的空间会越来越大。当P2P繁华落尽,开始向技术本质回归的时候,或许才是P2P再度生机焕发之时。

P2P移动应用案例分析

假设运营商开通一个“移动视频”业务,用户使用移动终端拍摄一些有趣的视频保存在自己的手机内,用来与自己通信录内的好友共享。下面通过这个具体的业务实现流程,说明在移动互联网中如何通过引入P2P代理服务器来实现移动P2P应用。

假设用户A开通了“移动视频”业务,把自己拍摄的一些视频片段进行了共享,用户A现在希望他手机通信录中的好友B可以欣赏自己的杰作。于是,用户A通过手机中的P2P软件发送请求,P2P代理服务器收到用户A的请求后,去网络中查询用户B的状态,如果用户B尚未进行PDP激活,可以发起网络侧的PDP激活,然后将用户B获得的IP地址发送给用户A,同时将用户A的请求发送给用户B,用户B收到用户A请求欣赏个人播客的通知后,通过自己的手机终端可以看到A拍摄的视频。

假设有多个用户都要欣赏用户A的“移动视频”中的内容,而用户A的终端由于处理能力限制不能满足所有用户的需求,根据P2P网络的管理和调度机制,移动P2P代理服务器会将这些用户的请求发送到已经访问过“移动视频”业务的用户(例如用户B),由他作为服务提供方来满足部分业务请求。

同时,固定互联网的用户C也可以通过PC的客户端软件,在输入A的手机号码后,利用移动P2P代理服务器的协议转换和代理功能,以同样的方式来欣赏A的“移动视频”中的内容,实现固定互联网和移动互联网P2P业务的融合。

移动互联网的结构和特点

基于GPRS/EDGE/WCDMA的移动互联网分组域网元主要有SGSN和GGSN,主要的接口包括Gn和Gi。SGSN连接无线子系统与核心网分组域,并通过Gn接口与GGSN连接,GGSN通过Gi接口与外部数据网络连接。

同固定互联网相比,移动网络具有一些独特的机制和特点,它们可能会影响P2P技术在移动互联网中的应用和发展,主要有4个方面。

(1)GPRS/EDGE/WCDMA的无线数据信道采用时分复用方式上下行对称配置,但是由于目前移动互联网应用的特点,以及部分移动终端采用了不对称的数据传输方式(2+1或者4+1),移动互联网内的上下行流量差别较大。统计表明,GPRS网络中下行数据流量与上行数据流量之比约为4.5:1,而开通EDGE后这个比例达到了6.4:1,上行信道的相对空闲客观上有利于文件和内容共享类的P2P应用。

(2)GPRS分组业务信道可以采用CS-1~CS-4不同的编码方式,最大传输速率为171kbit/s。EDGE采用了8PSK(8相相移键控)调制技术,如果集中8个时隙,数据传输速率可达450kbit/s。3G网络中的传输速率可以达到2Mbit/s,如果采用HSDPA技术,可以达到14.4Mbit/s的理论下行速率。但是,与固定互联网相比,移动互联网的传输速率有着巨大的差距,固定互联网中的P2P应用很难简单地移植到移动互联网环境中。

(3)在固定互联网中,能够使用P2P业务的双方都处于网络连接状态,都有可以使用的独立IP地址。在移动互联网环境中,不论是采用动态还是静态IP地址分配方式,移动终端IP地址只有在完成PDP(分组数据协议)上下文激活时才能生效,也就是说使用P2P应用的双方都必须完成PDP激活,如果在业务提供方还没有处于PDP上下文激活状态,那么就需要具备网络侧发起PDP上下文激活的功能,从网络侧设备发起PDP上下文激活流程。

(4)终端IP地址的重新分配,会对P2P技术的应用带来一定的限制,同时在一定程度上影响到P2P网络的结构,并由此会对P2P网络中的查询、路由机制等带来一定的影响。另外移动终端CPU的处理能力、存储空间等限制并不适合现有的很多成功的P2P应用(例如大文件的传输和共享),所以在移动互联网中应该根据移动终端的特点,开展一些优化过的P2P业务。

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