Μελέτη της επίδοσης μη δομημένων συστημάτων ομότιμων οντοτήτων

Abstract

Peer-to-peer (P2P) applications became widely known in 1999 with its first popular representative, the audio file sharing system Napster. Napster was one of the most competitive P2P systems, even if it was characterized as a “centralized P2P” system, because the file exchanging was transparently distributed but the file indexing was strictly centralized. Following Napster, a significant number of “fully decentralized P2P” file sharing applications (e.g. Kazaa and Freenet) were developed and research interest in P2P concepts grew, not only for file sharing purposes but also for uses like distribution of computing power and storage, handling of complex processing jobs and instant messaging. In this thesis, the performance of the content search process of peer-to-peer systems is studied aiming to identify the main factors that vary the search time and the search results. Previously proposed algorithms for performance improvement based on overlay topology adaptation are studied in detail. Based on the outcome of these studies, some modifications to the topology adaptation algorithms are proposed, as well as a new adaptive algorithm that combines certain advantages of the proposed algorithms in order to further improve the performance of unstructured peer-to-peer networks.

Οι εφαρμογές των δικτύων ομότιμων οντοτήτων (peer-to-peer) έγιναν ευρέως γνωστές το 1999 με το πρώτο δημοφιλές αντιπρόσωπό τους, το σύστημα διαμοιρασμού μουσικών αρχείων Napster. Το Napster ήταν ένα από τα πιο ανταγωνιστικά συστήματα ομότιμων οντοτήτων, παρότι έχει χαρακτηριστεί από πολλούς ως «κεντροποιημένο» σύστημα, εξαιτίας του γεγονότος ότι η ανταλλαγή αρχείων ήταν διαφανώς κατανεμημένη ενώ το ευρετήριο των αρχείων (file indexing) ήταν αποθηκευμένο σε έναν κεντρικό εξυπηρετητή. Μετά το Napster αναπτύχθηκε ένας αρκετά μεγάλος αριθμός από πλήρως αποκεντρωμένες εφαρμογές ομότιμων οντοτήτων (όπως το Kazaa και το Freenet) και το ερευνητικό ενδιαφέρον για τα δίκτυα ομότιμων οντοτήτων αυξήθηκε, όχι μόνο για εφαρμογές διαμοιρασμού αρχείων αλλά και για χρήσεις όπως είναι η κατανεμημένη επεξεργασία, η κατανεμημένη αποθήκευση, ο χειρισμός πολύπλοκων επεξεργαστικών εργασιών και η απευθείας ανταλλαγή μηνυμάτων (instant messaging). Στην παρούσα διατριβή μελετάται, σε πρώτο στάδιο, η επίδοση της διαδικασίας αναζήτησης περιεχομένου στα δίκτυα ομότιμων οντοτήτων. Ο σκοπός της μελέτης αυτής είναι η εύρεση των παραγόντων που επηρεάζουν τόσο τον χρόνο όσο και τα αποτελέσματα της αναζήτησης. Στη συνέχεια, συγκρίνονται οι σημαντικότεροι προσαρμοστικοί αλγόριθμοι της τοπολογίας των ομότιμων οντοτήτων ως προς την επίδοσή τους κατά τη διαδικασία της αναζήτησης, με τη χρήση προσομοιώσεων. Βάσει των συμπερασμάτων της μελέτης αυτής προτείνονται βελτιώσεις στους τρέχοντες προσαρμοστικούς αλγόριθμους, καθώς και ένας νέος προσαρμοστικός αλγόριθμος που συνδυάζει πλεονεκτήματα των αλγορίθμων αυτών, με σκοπό την περαιτέρω βελτίωση της επίδοσης των μη δομημένων (unstructured) δικτύων ομότιμων οντοτήτων.