A hierarchical framework for peer-to peer systems: design and optimizations

by Sanchez Artigas, Marc

RESUM En el darrers anys, Internet ha experimentat una forta expansi´o gr`acies a laparici ´o dun conjunt daplicacions d`ambit global que han esdevingut pr`acticament imprescindibles per la majoria dusuaris. Aquest grup daplicacions, que inclouen des de serveis de missatgeria instant`ania fins aplicacions dintercanvi de fitxers com BitTorrent o eMule, sacostumen a construir sobre substrats peer-to-peer (P2P),tamb´e anomenats digual-a-igual. Aquestes substrats es contitueixen en forma de xarxes overlay o de recobriment. Les xarxes overlay o de recobriment es poden definir com a xarxes punt a punt que interconnecten usuaris de manera l `ogica i desacoblada de la topologia f´ýsica, i que proporcionen un servei descentralitzat de cerca de recursos. Existeixen dues grans fam´ýlies de xarxes P2P descentralitzades: les xarxes P2P desestructurades i les xarxes P2P estructurades. En les xarxes desestructurades, la distribuci ´o dels recursos ´es independent de la topologia de la xarxa overlay, mentre que en les hom`ologues estructurades, la distribuci ´o dels recursos i la topologia es troben fortament acoblades. La conseq ¨ uencia daquest acoblament es tradueix en una localitzaci ´o de recursos m´es eficient, tot i que la seva construcci´o i manteniment siguin m´es costosos que en els sistemes desestructurats. Des del punt de vista funcional, les xarxes estructurades reben el nom de Taules de Hash Distribu¨ýdes (DHTs). B`asicament, les DHTs proporcionen la mateixa funcionalitat de les taules de hash tradicional la interf´ýcie est`andard Put(clau, valor) i Get(clau), per`o associant els parells clau-valor amb usuaris de la DHT. Degut a les seva excellent escalabilitat, les DHT han generat una gran expectaci´o en el darrers anys. Tanmateix, la seva adopci´o com a eina generalitzada de comunicaci´o ´es encara lenta degut a una s`erie dincovenients. El primer inconvenient ´es que lestructura l `ogica de les DHTs no es correspon amb la topologia f´ýsica dInternet. En altres paraules, un usuari pot tenir com a ve¨ýns a daltres participants que en realitat es trobin molt allunyats en termes de lat`encia dell. Per aplicacions en qu`e el retard extrem-a-extrem ha de ser necess`ariament baix, aquesta manca de correspond`encia ´es un gran obstacle. Daltra banda, molts dels dissenys actuals assumeixen que la comunicaci´o ´es uniforme, mentre que en la pr`actica els usuaris es comuniquen de manera m´es freq ¨ uent amb els usuaris que pertanyen el mateix domini administratiu, comparteixen els mateixos interessos etc. Per resoldre aquest tipus de defici`encies, tradicionalment sha recorregut a lorganizaci´o dels usuaris en dominis jer`arquics. Exemples arquet´ýpics daquesta estrat`egia inclouen el sistema DNS i els sistemes de distribuci ´o i gesti ´o de contingut multim`edia dalta qualitat.