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

by Sanchez Artigas, Marc

RESUMEN En los ´ ultimos a nos, Internet ha experimentado una fuerte expansi´on gracias a la aparici´on de un conjunto de aplicaciones de ´area ancha imprescindibles para la mayor´ýa de los usuarios de la red de redes. Este grupo de aplicaciones, que albergan desde servicios de mensajer´ýa instant´anea hasta aplicaciones de intercambio de ficheros como las populares BitTorrent o eMule, se suelen construir sobre sustratos peer-to-peer (P2P), tambi´en denominados de igual-a-igual. Estos sustratos se constituyen en forma de redes overlay o de recubrimiento. Las redes overlay o de recubrimiento se pueden definir como redes punto a punto que interconectan usuarios de manera l ´ogica y desacoplada de la topolog´ýa f´ýsica, y que proporcionan un servicio descentralizado de b´ usqueda de recursos. Existen dos grandes familias de redes P2P descentralizadas: las redes P2P desestructuradas y las redes P2P estructuradas. En las redes desestructuradas, la distribuci ´on de los recursos es independiente de la topolog´ýa de la red overlay, mientras que en las hom´ologas estructuradas, la distribuci ´on de los recursos y la topolog´ýa est´an fuertemente acopladas. El resultado es que la localizaci ´on de los recursos es m´as eficiente en las redes estructuradas, a pesar de que su construcci´on y mantenimiento sean m´as costosos que en los sistemas desestructurados. Desde el punto de vista funcional, las redes estructuradas tambi´en se denominan Tablas de Hash Distribuidas (DHTs). B´asicamente, las DHTs proporcionan la misma funcionalidad de las tablas de hash tradicional la interficie est´andar Put(clave, valor) y Get(clave), pero asociando los pares clavevalor con usuarios de la DHT. Debido a su excelente escalabilidad, las DHT han suscitado una gran expectaci´on en los ´ ultimos a nos. Sin embargo, su adopci´on como herramienta generalizada de comunicaci´on es a ´un lenta debido a un conjunto de inconvenientes. El primer inconveniente es que la estructura l ´ogica de las DHTs no se corresponde con la topolog´ýa f´ýsica de Internet. En otras palabras, un usuario puede tener como vecinos a otros participantes que en realidad se encuentren muy alejados en t´erminos de latencia de él. Para aplicaciones en que la latencia extremo-a-extremo ha de ser necesariamente baja, esta falta de correspondencia supone un gran obstaculo. Por otro lado, muchos dise nos asumen que la comunicación es uniforme, mientras que en la práctica los usuarios se comunican de manera m´as frecuente con los usuarios que pertenecen al mismo dominio administrativo, comparten los mismos intereses etc. Para resolver estas deficiencias, tradicionalmente se ha recurrido a la organizaci´on de los usuarios en dominios jer´arquicos. Ejemplos típicos de esta estrategia son el sistema DNS y los sistemas de distribucion y gestion de contenido multimedia de alta calidad.