揭密P4P：51CTO独家专访P4P创始人谢海永博士

德国互联网调研机构Ipoque称，P2P已经彻底统治了当今的互联网，其中50-90％的总流量都来自P2P程序。最会借力的，当属P2P软件厂商。通过对等交换的机制，P2P让用户的的电脑变成了一个微型交换机，也耗费了大量的骨干网带宽。用户得到了内容，P2P得到了用户，电信运营商得到了暴涨的账单。

以垄断权利自居的电信运营商，就这样被P2P“玩了一把”。由此，引发了电信运营商封杀P2P，网民闹事的诸般争端。而解决的途径，则是P4P。P4P全称是Proactive network Provider Participation for P2P。这项新的交换协议，不仅注重效率的改进，更重视双方的对话，不仅可大量节约网间网费用，也让用户下载速度有明显提升。

为了进一步揭开P4P的神秘面纱，CIOAGE.com采访了P4P协议创始人，美国耶鲁大学的谢海永博士。基于谢博士的P4P研究和实验结果，美国分布式计算工业联盟DCIA成立了P4P工作组，继续研究和在工业界推广P4P。现在谢博士作为DCIA P4P工作组的首席研究员，是工作组的核心成员之一。该工作组的会员包括了众多美国和欧洲的主要网络运营商、P2P软件厂商和研究机构。

记者：谢博士什么时候开始从事P4P研究的，原因是什么？
谢海永：正式开始从事P4P的研究应该是在06年底到07年初，在此之前，我们准备了很长时间。从事P4P研究的主要原因在于，这两年ISP（电信运营商）和p2p软件厂商之间的矛盾越来越严重。

从技术发展的趋势来看，最初p2p并没有使用很复杂的技术，没有用动态端口，没有用流量加密，整个协议都很简单。然而，p2p在设计之初并没有考虑到对网络资源的使用是否合理；实际上，绝大多数的网络应用程序和协议在设计的时候基本都没有考虑如何优化网络资源的使用。因而当p2p成为一种主流应用并被终端用户大量使用的时候，ISP面临带宽被占用、网络资源分配失衡、又收不到钱的困境。ISP就通过第三方厂商来生产专用设备，检测P2P流量，并限制p2p对网络带宽的占用。当ISP使用这些设备的时候，P2P软件厂商和程序设计人员就使用动态端口、流量加密技术来绕过这种设备，保证应用软件性能不受损伤。这种检测和控制p2p流量的办法虽然粗暴，但也是当时ISP唯一能够做的事情。这种办法给双方都带来了伤害，从电信运营商的角度，他们花费大量人力物力和金钱来购买安装和维护这种设备；对p2p软件厂商来说，p2p软件需要实现特殊的功能来绕过流量检测和控制设备，使得协议和程序设计变得复杂，而且一旦被运营商设备识别和控制流量，其性能会下降很多。这实际上演变成运营商和应用软件之间在网络上没有硝烟的一场“战争”，它必定会导致一个双输的结局。而在这种过程中，用户是不明白其中的流量耗损的，因此会抱怨电信运营商。比如前两年，用户抱怨COMCAST（美国最大的家庭上网接入服务商），导致矛盾激化。

因此，从这个现实矛盾出发，我的主要想法是找到一个中间的途径，双方都获利或不受到很大损伤。实施的方式是，建立ISP和P2P的协作机制，双方可以在实现自己的目标的前提下，尽量保证对方的目标不受太大伤害。

记者：P4P工作原理是怎么样？克服p2p哪些不足？
谢海永：原本的p2p对网络结构不了解。认为网络是透明管道，因此随意使用。而应用层对底层网络显然是缺乏了解与沟通的。P4P就是让p2p能够了解并和底层网络对话，保证自己的性能不受影响。网络的运营商也不受影响。

因此，从这种意义上来说，P4P不仅是一种技术，更主要的是它提供了一个平台和框架协议，让运营商和p2p以某种形式对话。这种对话的机制一旦建立，其用途就不再局限于p2p，也可以适用与其他应用程序的平台。

记者：这是不是意味着数据包的交换机制发生重大改变？比如原来是跨区、跨国的，现在是同城区域优先的？
谢海永：这个区域优先并不是P4P的主要目标，而是一个附产品。P4p的主要目标是让网络资源的使用得到最大程度的优化。对某些网络来说，它表现为区域优先，对另外一些网络来说，其表现则可能不同。
我们可以把P4P理解为一个盒子。有两个入口，我们把运营商和P2P软件厂商的目标和约束条件输入，就会输出一个最优解，告诉p2p如何使用网络资源。

举个例子来说，比如在某个运营商网络上，用户的上载、下载带宽基本上一样。一个北京的用户，就最好先和北京的其他用户进行交换。而在另外一个运营商网络上，用户的上载、下载带宽条件不太一样，就不一定适用同城区域优先的规则。比如美国Verizon网络的光线入户的用户，下载带宽是15Mbps，上载带宽2Mbps，而如果死板的坚持同城区域优先的规则，他们可能会和同城的另外一些低带宽的用户交换数据，这种数据交换速度不会很快。这个时候，P4P的盒子就会判断，是和同城交换效率最优，还是和临近的高带宽用户交换效率更好。这个不是我们预先设定的，而是由网络运营商的网络策略和使用情况决定的。

记者：那这样看，P4P必须要电信运营商参与才能实现吗？
谢海永：倒不尽然，如果运营商不参与，我们需要的一些信息，比如网络拓扑结构；仍然可以通过许多现有的网络测量工具获得。使用这些信息，我们就能够为不同的P2P应用程序提供性能优化的服务。但是，这种优化是（单方面）面向P2P应用程序的，运营商的网络策略和资源优化目标是没有被考虑进去的；这也就意味着可能出现这么一种情况：使用P4P的服务，P2P应用程序性能得到很大优化和提升，反过来导致运营商的网络性能大规模下降。所以，如果一个运营商足够聪明，它就会积极地配合和参与P4P，通过P4P来体现和优化它要达到的网络策略和资源优化目标。

记者：电信运营商、用户、p2p软件收益比例有多少？
谢海永：美国几个最大的电信运营商都参加了我们的大规模实际网络的测试，Verizon是其中之一。总共有大约125万用户使用pando的p2p软件参加了我们的测试。经过测试发现，对于运营商来说，P4P可以节约70-80%网间网的流量。所谓网间网流量，用Verizon做例子，就是从Verizon本身的网络流出到其他运营商网络和从其他运营商网络流入到Verizon的流量。在国际上，通常网间网流量是要收费的。这也就意味着，采用p4p的话，运营商可以在很大程度上节约自身的开销。

从网络内部来看，如果我们考虑任何一个比特在网络下载中传输的距离，通常用hop跳数来算，比如在骨干网上从北京到南京再到上海经过3个骨干网路由器，这就是3跳。使用P4P之后，P2P用户下载的每个比特在Verizon骨干网里经过的平均跳数从5.6下降到了0.9左右。所以P4P对运营商网络资源的优化非常明显。

从p2p软件厂商或者终端用户体验来说，P2P应用软件的性能也有了提升。通常DSL用户的P2P下载平均时间减少了20%-30%。而针对高端用户，比如光线到户用户，他们的下载带宽达10-15Mbps，上载带宽至少2Mbps，P4P会带来200%的性能提高，换言之，他们使用P4P之后感受到的下载速度是3倍于没有使用P4P的情况。

记者：P4P在美国适用，在中国也有可能适用吗？ 比如web2.0的应用？
谢海永：同样是适用的。中国人口基数大，网民是2.53亿，而且P2P在中国的应用更广泛和普及。P4P在中国会有很好的发展前景，能够更有效地解决ISP和P2P的争端。至于web2.0的应用，已经有厂商考虑采用基于p2p技术的web2.0应用。只要一种应用使用了类似于p2p的协议，p4p就自然能够帮助提高双方的性能，不论是Web1.0还是2.0。

记者：P4P应用的条件是什么？
谢海永：前提条件还是用户量比较大，如果用户量太低则效果不好。

记者：您可否给中国的IT与通讯届留下一句寄语？
谢海永：不论是电信运营商，还是P2P软件厂商，任何一方想要摆脱另外一方，独自解决两者之间的网络资源分配和优化问题，可能性都不大。P4P已经被大量的实验证明，是一种行之有效的解决方案。如果运营商想要解决问题，必须通过P4P以P4P提供的方式融入开发商阵营，反之P2P软件厂商亦然。两个阵营最好坐在一起共同解决问题。