PPCache宽带运营商解决方案

1 2006 Net-east, Inc. All rights reserved. 内部资料，注意保密 Broadway PP Cache 宽带运营商 P2P应用流量优化解决方案 北京东方网信科技有限公司 BEIJING NETEAST TECHNOLOGLES CORPORATION LTD 2 2006 Net-east, Inc. All rights reserved. 内部资料，注意保密 目录 公司简介 P2P应用给运营商带来的挑战 P2P应用流量管理的传统解决办法 PP Cache解决方案 成功案例 投资回报率分析 PP Cache面向技术 /增值业务的演进路线 3 2006 Net-east, Inc. All rights reserved. 内部资料，注意保密 公司简介 成立 2003年 公司现有员工中，开发人员占 78% 致力于为宽带网络运营商构建面向应用的宽带网络，并面向增值业务演进 公司的首席科学家是宽带网络的提倡和推动者 -侯自强教授 公司的创始人来自中国科学院、运营商运营商、知名运营商设备提供商，拥有极为丰富的行业认知和从业经验 丰富的大型运营商运维经验结合精心设计的高性价比解决方案，将先进的网络技术融入其中，联合运营商运营商全面解决当前影响运营商宽带网络运营品质的各种主要问题 . 4 2006 Net-east, Inc. All rights reserved. 内部资料，注意保密 中科院声学所高性能网络实验室简介 HPNL 实验室研究工作起步于 1999年 2003年开始 P2P管理技术研究 2004年 8月实验室启动 INON、 P2P应用技术研究 由著名宽带网络专家侯自强和唐晖研究员发起 研究基础 宽带 IP技术 高性能路由交换技术 宽带接入管理技术（有线 /无线） IPv6和下一代互联网技术 科研定位 下一代互联网关键技术 智能节点弹性重叠网络技术（ INON） P2P应用技术 IPv6应用技术 宽带无线接入关键技术 5 2006 Net-east, Inc. All rights reserved. 内部资料，注意保密 HPNL 重要研究课题 INON BT eDonkey eMule Kazaa Skype Shereaza Poco 混乱的 “ 无政府状态 ” 共享的可管理的弹性重叠网络 IN 1. P2P智能节点弹性重叠网络（ INON） 是 CNGI重点支持项目 2. 统一 P2P重叠网环境，支持两种类型应用： Network management Application support 东方网信解决方案 基于 INON P2P应用 1 P2P SIP P2P应用 2 IN 6 2006 Net-east, Inc. All rights reserved. 内部资料，注意保密 主要客户 中国电信 中国网通 杭州华数集团 青岛广电网通 宁波网通信息港 重庆网通信息港 扬州网通 7 2006 Net-east, Inc. All rights reserved. 内部资料，注意保密 目录 公司简介 P2P应用给运营商带来的挑战 P2P应用流量管理的传统解决办法 PP Cache解决方案 成功案例 投资回报率分析 PP Cache面向技术 /增值业务的演进路线 8 2006 Net-east, Inc. All rights reserved. 内部资料，注意保密 挑战一 :P2P给运营商网络带来的挑战 黑洞效应： 吸纳大部分带宽 ,7 24无限制 跨域交换： 技术特性带来大量网间流量 拥塞敏感性低： 在拥塞状态，仍然能够使用 P2P让运营商宽带网络变得不可认知、不可管理、不可运营！ 用户行为不可认知！ 运维成本高、 QoS下降，宽带接入业务变得不合算，增大网间结算 用户行为变得分散，难以分析和控制，带来盗版、政治安全、网络维护优化难度增大等问题 变相分流运营商的增值业务空间和用户 BT等 P2P应用占城域网 50-90%流量、占骨干网 50-80%流量！ 结 果 P 2 P 特征 9 2006 Net-east, Inc. All rights reserved. 内部资料，注意保密 挑战二 :用户服务带来的挑战 重要用户的服务 问题： 链路上下行流量拥堵使得少量客户的 P2P应用挤占了重要客户的带宽资源，重要客户忠诚度降低。 普通大众用户的服务 问题： 由于少量用户的 P2P应用导致网络拥塞，普通大众用户的正常应用，如浏览网页、游戏、视频等应用服务体验下降，投诉增多。 10 2006 Net-east, Inc. All rights reserved. 内部资料，注意保密 挑战三 :投资经济性的挑战 业务分流 旁路问题 互联网应用旁路电信接入网络 QQ、 skype等收入利润增幅是三位数，而运营商利润降两位数 业务流失 私接 用户间私接行为，导致大量业务流失 VoIP 导致原有语音业务流量大量流失 无效投资 黑洞效应 现有宽带网络不断投资扩容，仍然很快被 P2P流量占满，投资回报不成正比 11 2006 Net-east, Inc. All rights reserved. 内部资料，注意保密 结论 :当前运营商宽带网络已不能满足应用的挑战 “疏堵结合 为我所用” 1. 管理 P2P 2. 认知用户 3. 将 P2P为我所用 昨天：面向建设 今天：面向需求 明天；面向应用 宽带网络构建者主导 网络 80是空闲的 没有杀手级应用 应用和用户主导 网络绝大部分时间是拥塞的 P2P成为网络的“杀手” 宽带网络演进者主导 充分利用现有资源，提供更好的服务 可管理的面向应用的策略建设新的网络的 演进过程 投资过程 12 2006 Net-east, Inc. All rights reserved. 内部资料，注意保密 目录 公司简介 P2P应用给电信运营商带来的挑战 P2P应用流量管理的传统解决办法 PP Cache解决方案 成功案例 投资汇报率分析 PP Cache面向技术 /增值业务的演进路线 13 2006 Net-east, Inc. All rights reserved. 内部资料，注意保密 传统的 7层控制解决方案以封堵为导向 传统 P2P管理方案广泛采用的控制手段 单一 7层检测控制： 阻塞 P2P常用端口 阻塞 P2P用户端与 P2P信息服务节点的通信 限制用户的接入带宽或最大连接数 在网络出口限制 P2P流量带宽 14 2006 Net-east, Inc. All rights reserved. 内部资料，注意保密 传统的 7层控制解决方案以封堵为导向 不支持 2.5G/10G POS出口流量监控 规避检测的 P2P协议正在开发中，节省的带宽可能会被未知的 P2P协议占用 影响 P2P用户应用体验 不能很好利用 P2P使其转化为增值服务 15 2006 Net-east, Inc. All rights reserved. 内部资料，注意保密 目录 公司简介 P2P应用给电信运营商带来的挑战 P2P应用流量管理的传统解决办法 PP Cache解决方案 成功案例 投资汇报率分析 PP Cache面向技术 /增值业务的演进路线 16 2006 Net-east, Inc. All rights reserved. 内部资料，注意保密 PP Cache系统介绍 17 2006 Net-east, Inc. All rights reserved. 内部资料，注意保密 PP Cache 核心思想 疏堵结合 为我所用 将 P2P疏堵结合 认知用户 P2P行为 降低运营商出口P2P流量压力，改善用户 P2P应用体验 分析用户 P2P行为 分析用户 P2P访问的内容 . 演进 将 P2P为我所用 构建未来内容服务平台，将 P2P应用转化成一种增值服务 演进 18 2006 Net-east, Inc. All rights reserved. 内部资料，注意保密 PP Cache 系统组成 PP Cache PPM LBE PPC PPS 分布式海量缓存 19 2006 Net-east, Inc. All rights reserved. 内部资料，注意保密 PP Cache 系统组成 PPS（ P2P Switch）： 对 P2P流量进行分析管理 LBE （ Load Balance Engine） :管理全网 P2P资源、合理调度 PPC资源、优先引导内网用户 P2P数据交换 PPC（ P2P Cache）： P2P流量缓存系统， 改善用户 P2P体验 PPM（ PP Cache Management） ： 对 PP Cache系统设备进行管理 20 2006 Net-east, Inc. All rights reserved. 内部资料，注意保密 PPS介绍 PPS包括以下功能引擎： Traffic Analyzer Engine (TAE， 流量分析引擎 )统计分析应用协议，支持将 BT会话拦截并重定向到 PPC系统（下一版本将支持eDonkey/eMule）。 Traffic Switch Engine (TSE， 流量交换引擎)支持分布式部署，多台 PPS可同时部署在不同网络位置，协同工作。 部署方式：采用旁路方式（镜像或者分光）部署在网络汇聚节点，监控汇聚节点出口流量，不改变现有网络结构，不影响现有网络性能，部署简单快速。 21 2006 Net-east, Inc. All rights reserved. 内部资料，注意保密 PPS主要功能 P2P流量识别和统计分析： BitTorrent、 eDonkey/eMule等主要的 P2P协议； HTTP、 UDP、 TCP、 RSTP等主流应用协议 P2P拦截重定向：将 P2P会话拦截并重定向到 LBE（ Load Balance Engine） 22 2006 Net-east, Inc. All rights reserved. 内部资料，注意保密 LBE介绍 PP Cache资源管理：管理全网 P2P资源，优先引导内网用户之间 P2P数据交互。 PP Cache负载均衡：统一调度 PPC资源，把用户请求均衡的分配到 PPC。 23 2006 Net-east, Inc. All rights reserved. 内部资料，注意保密 PPC介绍 PPC包括以下功能引擎： Cache Service Engine：代理并缓存用户的 BT请求内容； 部署 方式：部署方式灵活， 即可以分布部署在各个城域网汇聚节点，也可以集中部署在城域网的IDC中心。 PPC的效率： Cache平均命中率大于 50， 流量峰值期间命中率可到 80 P2P下载流量减少 40 PPC支持的协议： BitTorrent eDonkey、 eMule（ 下一版本） 24 2006 Net-east, Inc. All rights reserved. 内部资料，注意保密 PPC主要功能 把传统的 P2P网络服务转变成新型的本地化网络服务，改善用户体验 把传统的 P2P封堵式的管理模式改变成合理的引导管理模式，变堵为疏 优先促进本地用户间的 P2P数据交换，减轻互联网出口的 P2P双向流量 PPC 地址地址25 2006 Net-east, Inc. All rights reserved. 内部资料，注意保密 PPM介绍 PPM服务器部署在网管中心，统一管理 PPS、 PPC 等设备 根据统计业务数据，生成业务数据图表，为运营商提供决策依据 内置 WEB Server， 任何授权的管理客户端均可以通过 Browser 访问PPM 具有开放式接口，灵活扩充功能。 26 2006 Net-east, Inc. All rights reserved. 内部资料，注意保密 PP Cache 系统功能 基于每个用户的请求和每个应用，准确对 P2P流量进行识别和分类，实时控制，例如拦截，带宽限制等 并发式海量缓存，高速缓存用户应用内容，代理用户应用行为； 快速支持新出现的主要 P2P应用协议； 支持高速网络接口，支持大用户数容量 低耦合度分布式部署，针对不同用户网络环境，灵活的解决方案 27 2006 Net-east, Inc. All rights reserved. 内部资料，注意保密 PP Cache 系统原理 内网 BT 客户端向外网 tracker发送 BT announce的请求 PPS截获该请求 PPS向客户端返回重定向信息，同时关断客户端与外网 tracker的连接 网客户端向 PPT请求 peerlist， LBE返 回包含 PPC在内的 peer list LBE通知 PPC服务器启动对用户的代理缓存服务 用户连接到对应的 PPC，发送数据请求， PPC从缓存中读取数据发送给用户 对于未命中数据， PPC代理用户到外网peer处下载，缓存后发送给用户 Client Client Client(内网 ) PPS LBE PPC PPM Client(外网 ) Tracker 28 2006 Net-east, Inc. All rights reserved. 内部资料，注意保密 PP Cache 系统原理 PP Cache系统节省带宽的原理主要是分为三个技术：缓存、主动挂断、内网 Peer优先 缓存技术节省入流量 主动挂断节省出流量 内网 Peer优先节省出入流量 PP Cache系统在完成缓存时的流程，由 PPS、LBE、 PPC共同完成。整个过程无需用户端和外部 Tracker服务器作任何改动。 PPS LBE 29 2006 Net-east, Inc. All rights reserved. 内部资料，注意保密 PP Cache 系统架构 PP Cache缓存系统针对用户的 P2P应用流量进行分布式，并发式海量缓存。 疏堵结合，大幅度地降低 P2P流量对运营商骨干带宽的占用，又可以把P2P流量转化为内网流量，改善用户P2P应用的体验。 30 2006 Net-east, Inc. All rights reserved. 内部资料，注意保密 PP Cache 系统架构 Hardware PPCache OS Proxy Caching Load Balancing Peer Introducing Peer Redirection Traffic Analyzing P2P Protocols PCCP PRCP P2P User PPC LBE PPS 定制硬件 专用操作系统 P2P应用支撑功能 应用层协议 用户接口 PCCP: P2p Cache Coordination Protocol PRCP: P2p Redirection & Control Protocol High Performance Driver P2P Adaptation Layer P2P应用接口层 Disk manager Network interface Cache manager High Performance Driver High Performance I/O Session manager Packet filter PPM NMS Performance Management Security Management Configure Management Alert Management 31 2006 Net-east, Inc. All rights reserved. 内部资料，注意保密 PP Cache 系统典型部署 国家骨干网部署参考模型 32 2006 Net-east, Inc. All rights reserved. 内部资料，注意保密 PP Cache 系统典型部署 省级骨干网部署参考模型 33 2006 Net-east, Inc. All rights reserved. 内部资料，注意保密 PP Cache 系统典型部署 城域网部署参考模型 34 2006 Net-east, Inc. All rights reserved. 内部资料，注意保密 PP Cache 系统典型部署 大型 ISP部署参考模型 35 2006 Net-east, Inc. All rights reserved. 内部资料，注意保密 PP Cache 系统特点 低耦合度分布式部署，可以针对不同用户网络环境采用灵活的解决方案 旁路部署，不直接对原有流量进行控制，具有系统自愈功能 快速缓存互联网 P2P内容，减少跨域流量，增加区域网本地内容，加快本地增值内容平台建设。 为宽带运营商提供 P2P Cache服务和互联网出口带宽应用管理分析服务，优化网络流量和降低成本。 目前 , P2P Cache解决方案是国内唯一能同时兼顾运营商利益和广大用户权益的 P2P智能管理解决方案 36 2006 Net-east, Inc. All rights reserved. 内部资料，注意保密 PP Cache 系统性能指标（ 1） 产品规格 PPCache1000 PPCache2000 PPCache3000 PPS模块 PPS模块 PPS模块 最大监控流量 800Mbps 1.8Gbps 1.8Gbps 会话数量 1,000,000 2,000,000 2,000,000 端口类型 2*GE 2*GE 2*GE 协议分析 支持（ BT、 E-donkey/E-mule、 HTTP、 UDP、 RSTP等应用协议） 802.1Q 支持 功能 应用分析、 BT请求拦截并重定向 DoS防范 支持 PPC模块 PPC模块 PPC模块 缓存最大存储空间 1T 1.5T 1.8T PPC最大吞吐量 80Mbps 85Mbps 250Mbps 最大并发内容服务 300 400 500 PPC CPU 1 1 2 PPC内存 1G 1G 4G 网络接口 100Base(TX/SX) *1 100Base(TX/SX) *1 1000Base(TX/SX) *1 适用范围 ISP、大型企业专网 地市级宽带运营商 大型主流宽带运营商 37 2006 Net-east, Inc. All rights reserved. 内部资料，注意保密 PP Cache 系统性能指标（ 2） 产品规格 PPCache4000 PPCache6000 PPCache8000 PPS模块 PPS模块 PPS模块 最大监控流量 1600Mbps 4Gbps 8Gbps 会话数量 2,000,000 10,000,000 20,000,000 端口类型 2*GE 2*GE/622M 10G*2 协议分析 支持（ BT、 E-donkey/E-mule、 HTTP、 UDP、 RSTP等 120种应用协议） 802.1Q 支持 功能 应用分析、 BT请求拦截并重定向 DoS防范 支持 PPC模块 PPC模块 PPC模块 缓存最大存储空间 3T 5T 5T PPC最大吞吐量 250Mbps 250Mbps 250Mbps 最大并发内容服务 500 500 500 PPC CPU 2 2 2 PPC内存 4G 4G 4G 网络接口 100Base(TX/SX) *1 100Base(TX/SX) *1 1000Base(TX/SX) *1 适用范围 大型二级运营商 地市级主流电信运营商 省级主流电信运营商 38 2006 Net-east, Inc. All rights reserved. 内部资料，注意保密 目录 公司简介 P2P应用给电信运营商带来的挑战 P2P应用流量管理的传统解决办法 PP Cache解决方案 成功案例 投资回报率分析 PP Cache面向技术 /增值业务的演进路线 39 2006 Net-east, Inc. All rights reserved. 内部资料，注意保密 成功案例 1某省电信部署案例 在某省网络的一条 2.5POS出口部署BWPPCache6000系统，管理 2.5G出口的 P2P流量，缓解该条出口的流量压力。 BWPPS通过将 2.5GPOS进行分光，然后部署在核心机房内，负责监控出口的所有的 BT流量，拦截所有的 BT请求并且重定向到 BWLBE。 BWLBE和BWPPC部署在 IDC机房，由 BWLBE分配用户的 BT请求到不同的 PPCache设备上，然后由 BWPPC代理用户下载行为，并同时向用户提供服务。 40 2006 Net-east, Inc. All rights reserved. 内部资料，注意保密 成功案例 2 某省会级运营商部署方案 某运营商网络结构 PPS部署 分光镜像方式部署 PPC部署 部署在 IDC机房 41 2006 Net-east, Inc. All rights reserved. 内部资料，注意保密 成功案例 2部署后效果分析 结果分析流量比例 BT流量在 PP Cache管理的情况下由 抢占带宽的57.3% 降低到 12% HTTP 应用由 13.4%应用上升到 38% ,UDP应用由 17.7%上升到 30 证明了在 Cache管理和控制 BT流量的同时，总流量中 UDP、 HTTP等其他应用协议的带宽比例成明显的上升趋势 PPCache系统应用前流量比例统计 PPCache系统应用后流量比例统计 42 2006 Net-east, Inc. All rights reserved. 内部资料，注意保密 成功案例 2部署后流量分析 部署前，出口 BT流量占到总流量的40以上 部署后，出口 BT流量维持在40Mbps（双向），缓解出口带宽压力 200Mbps以上 43 2006 Net-east, Inc. All rights reserved. 内部资料，注意保密 成功案例 2 部署后 PP Cache命中分析 结果分析命中率及带宽节省 命中率平均值 60% 缓解 BT流量压力 1180.18Mbps 44 2006 Net-east, Inc. All rights reserved. 内部资料，注意保密 成功案例 2 部署后用户体验 结果分析用户体验 从用户体验图中，可以看到内网用户连接到 PPC的多个地址上，并且主要从 PPC上获取相关的 BT内容，保证了用户 BT应用的体验，并且为运营上节省了大量的出口带宽。 PPC 地址地址45 2006 Net-east, Inc. All rights reserved. 内部资料，注意保密 成功案例 2 优先引导内网用户交换内容 结果分析用户体验 从用户体验图中，可以看到内网用户优先互连，更快速的交换内容，减少 PPC服务器服务压力；有效缓解出口 BT流量压力 46 2006 Net-east, Inc. All rights reserved. 内部资料，注意保密 成功案例 3 某地市级城市部署成功案例 在该市网络出口的