研究移动互联网的终端识别系统文献综述
2020-04-12 15:52:21
随着互联网的普及,网络技术的迅猛发展,用户数量的日益增多,网络所承载的负荷也日益加大。在三大网络融合的背景下,网络上承载的业务也越来越丰富,终端业务也随之急速发展,然而,这些终端业务所需的流量却占据了大量的网络带宽和无线资源,其中所占比例最大的无疑是日益成熟的流媒体业务,若不加以充分利用,将会造成资源的大量浪费。对此针对流媒体业务研究不同终端设备类型的自适应技术刻不容缓,通过在接入网侧串联或并联流媒体智能控制器,针对不同终端,分配合理带宽及流量,有效降低核心网的压力。
目前,国内外在移动终端感知方面已经取得了很多研究成果,研究的内容主要是终端业务类型识别的实现。业务识别的关键技术主要在两个方面,一个是网络数据的采集,一个是网络数据的分析,而决定识别技术优劣和效果的主要是数据的分析技术。包括基于数据包的分析技术(DPI技术),基于数据流的分析技术(DFI技术),和基于流量特征的分析技术。但是,目前在使用两种技术方面,往往是单独使用两种技术或利用DFI的优势弥补DPI的不足,并没有成熟的思想将两种技术结合使用,分别发挥两种技术的优势来弥补对方的不足。
就移动互联网而言,正如本章研究背景所述,日益发展和丰富的不仅是移动业务,移动终端随着技术的发展也越来越丰富多彩。然后,目前针对移动终端的感知和控制技术主要针对用户发起的业务,而对于发起业务的设备类型和用户上网习惯并没有过多的考虑,在国外对这方面的研究也很少。现今移动终端识别系统利用IMEI号码识别终端设备类型,但是并没有系统的提出有效的识别方法和针对不同终端的处理策略。要想实现基于终端的控制策略,优化移动互联网络,解决目前无线资源的紧张问题,就不得不将移动终端设备类型的因素作为终端感知的重点。
从目前来看,NGN(next generation network)的发展目标是成为提供包括语音,数据和多媒体等多种业务的综合开放网络架构。正是由于下一代网络业务种类的丰富多样和不同业务对 QoS的不同需求,使我们认识到基于终端的管理才是网络管理的核心。而单纯基于设备的管理在下一代网络中远达不到我们所需要的QoS。现如今流量控制技术可以分成两个大的流派,一种是结合协议本身的设计机制,巧妙利用协议本身提供的一些机制,实现流量控制;另一种是采取缓冲、队列控制的办法 ,强制性地实现流量控制。
对于TCP IP协议来说,TCP是面向连接的协议,提供了很多反馈控制的机制,能够端到端地控制业务的速率。而UDP(user datagram protocol)只是一种尽力而为的协议,没有端到端的反馈控制能力,因此,结合协议进行流量控制将局限于TCP。对于UDP只能采取缓冲、队列控制进行流量控制。队列调度算法是通过将人端口数据进行排队,赋予每一个队列一定的调度优先级,高优先级的队列较容易获得队列调度 ,低优先级的队列将延长其缓冲在队列的时间,甚至被强制丢弃。CBQ是一种比较复杂的队列规则.同时它的功能也较为全面。它不仅能调度各个类的出列顺序,而且可以限制每一个类的发送速率,它能保证在同一条物理链接的多个类在网络拥塞时也能获得它的指定带宽。P RI O队列结构中只包含了一层类 ,CBQ可以包含 8层,这样更有利于构造出符合现实世界的类的关系。
互联网传送内容的日益复杂和用户对业务之来那个质量提出更高的要求门都促使网络管理者使用更有效的工具来优化网络。众所周知,Internet诞生之初,并没有网络流量控制(Traffic Contro1)方面的考虑和设计,IP协议的原则是尽可能好地为所有数据流服务,不同的数据流之间是平等的。然而多年的实践表明,这种原则并不是最理想的,有些数据流应该得到特别的照顾, 比如,远程登录的交互数据流应该比数据下载有更高的优先级。针对不同的数据流采取不同的策略,这种可能性是存在的。网络流量的控制通常发生在输出网卡处。虽然在路由器的入口处也可以进行流量控制,Linux也具有相关的功能, 但一般说来, 由于我们无法控制自己网络之外的设备, 入口处的流量控制相对较难。流量控制的一个基本概念是队列(Qdisc),每个网卡都与一个队列, 每当内核需要将报文分组从网卡发送出去, 都会首先将该报文分组添加到该网卡所配置的队列中, 由该队列决定报文分组的发送顺序。而优先级队列是其中比较常用的队列。优先级队列是针对关键业务应用设计的。关键业务有一个重要的特点,即在拥塞发生时要求优先获得服务以减小响应的延迟。优先级队列可以根据网络协议(比如IP,IPX)、数据流入接口、报文长短、源地址/目的地址等灵活地指定优先次序。
流量管理系统(又称应用流量管理器,带宽管理器或QoS设备)早在2000年就已经出现了,最早是美国的Packteer公司研发。但是由于网络带宽问题还没有显著,所以企业IT部门对带宽的重视程度还不够,随着各种网络新技术的应用以及网络多媒体技术的发展,网络带宽紧缺的问题越来越明显。尤其是2005年来,P2P(对等网络)应用更是对带宽的管理带来了严重威胁,所以带宽管理器的市场在近3年来得到了很大的发展。据不完全统计,这个市场已经超过了近25亿美元。中国的带宽管理市场从2004年才开始逐渐受到重视,2007年中国带宽管理市场份额也在2亿人民币,预计中国带宽管理市场将以20%以上的速度增长。而具有带宽管理设备提供商的除了国外Packteer、Allot公司外,国内的北京英智兴达,畅讯科技等厂商,国外厂商带宽管理设备还没有实现界面的本地化,都是以授权代理的形式进入中国;国内的厂商在经历了3到4年的产品研发攻坚,产品才日益稳定,市场、技术、产品的竞争将在2008年展开。
带宽管理器的基本功能非常简单,就是根据应用和用户进行带宽的分配与监控。由于是七层的网络管理设备,所以网络管理人员无需具备较高的网络知识就能直接对应用和用户进行带宽的分配,这在一定程度上降低了网络管理人员的投入。虽然功能很简单,但是能够实现的各种应用却很多,只是大部分用户对带宽管理的应用没有得到很好的认识。国外的带宽管理设备昂贵,且不支持中文展示所以Packteer和Allot的应用主要集中在电信和金融,国内的北京英智兴达等厂商虽然在教育、政府、能源与医疗行业有所斩获,但是产品系列才成型一年,所以在市场应用的推广各厂商没有过多投入,导致用户对带宽管理的应用处于初级阶段。
在研究移动终端业务呼叫连接过程的信令分析上,实现终端感知,以便于商家可以针对不同类型的终端做出不同的决策,以达到充分利用资源的目的。移动终端识别系统是根据国际移动设备识别码 (International Mobile Equipment Identity,IMEI)和用户终端一一对应的关系实现的,它在分析移动终端呼叫连接信令的基础上,通过Identity Request信令获取IMEI号,通过终端型号和终端IMEI之间的对应关系识别各个终端。此系统可以帮助运营商统计其业务使用的情况,并针对不同的业务使用频率计划更好的营销方案。此外,终端识别系统的实现,可获取各终端的不同属性,为进一步研究业务识别、用户行为习惯等后续分类处理提供了前提,不仅有助于减轻网络承载的负荷,更有助于流量经营的进一步发展。
这套终端识别系统是根据查询用户发起业务申请时终端的IMEI来实现的,而移动公司具备这样一种潜在的能力:输入终端功能,可以匹配出符合条件的终端型号,然后再通过终端型号和IMEI之间的关系,以及IMEI和手机号码之间的关系,能够进一步的确定用户的手机号码。