On Topology Construction in Layered P2P Live Streaming Networks

Construção de topologia em redes P2P baseadas em camadas para streaming ao vivo

Runzhi Li[1], Qishi Wu[2], Yunyue Lin[2], Xukang Lu[2], Zongmin Wang[3]

[1] College of Info Engineering, Zhengzhou University, China[2] Dept. of Computer Science, University of Memphis, USA

[3] Henan Prov. Key Lab on Info Network, Zhengzhou University, China

NOMS 2010

Apresentado por: Fernando H Gielow

Roteiro

• Introdução• Trabalhos relacionados• Problema tratado• Solução proposta

• Arquitetura• Formação da árvore de distribuição• Exemplificação de formação da árvore

• Avaliação de desempenho• Conclusão• Análise do artigo

Introdução

• Distribuição de conteúdo multimídia• Modelo cliente-servidor não funciona• Diversos requisitos

• Baixa latência, alta banda de transmissão

• Necessidade de diferentes topologias e arquiteturas

Introdução

• Redes P2P• Escaláveis• Eficientes para compartilhamento de recursos• Menos overhead centralizado

• Redes P2P baseadas em árvore• Distribuição de conteúdo de pai para filho

• Como construir a topologia?

Trabalhos relacionados

• 3 arquiteturas gerais• Mecanismo tree-push (ZigZag, NICE)

• peers recebem dados e reenviam para filhos

• Mecanismo mesh-pull (CoolStreaming)• peers requisitam chunks de dados

• Mecanismo híbrido (Anysee, AHLSS)• Divisão entre peers e superpeers; tree-push em superpeers e mesh-pull em peers

Problema tratado

• Construção de topologia• Árvores de superpeers

• Árvore geradora de máxima banda média• Maximização de throughput para o conteúdo• Latência não é um problema

Solução proposta: MABArquitetura

Solução proposta: MAB

• BootStrap: controle centralizado

Arquitetura

Solução proposta: MAB

• CHannel source peers: fontes do conteúdo multimídia

Arquitetura

Solução proposta: MAB

• Super peers: árvore de encaminhamento do conteúdo

Arquitetura

Solução proposta: MAB

• Normal peers: recebem o conteúdo multimídia; podem enviar chunks a outros peers

Arquitetura

Formação da árvore de distribuiçãoSolução proposta: MAB

• Árvore geradora de máxima banda média

• Considera-se apenas banda de upload

• Funcionamento heurístico

Formação da árvore de distribuiçãoSolução proposta: MAB

Formação da árvore de distribuiçãoSolução proposta: MAB

peer vizinho de maior throughput total

para cada vizinho, qual seria a banda máxima que sairia dele? MIN(throughput que chega, upload dividido entre filhos)

cálculo do throughput totalque um caminho guloso teriaa partir deste vizinho

Exemplo de formação da árvore de distribuiçãoSolução proposta: MAB

7 3

2

4

10

Exemplo de formação da árvore de distribuiçãoSolução proposta: MAB

7 3

2

4

10Raiz

Exemplo de formação da árvore de distribuiçãoSolução proposta: MAB

7 3

2

4

10

min(7+3+4, 10/1) = 10

Exemplo de formação da árvore de distribuiçãoSolução proposta: MAB

7 3

2

4

10min(3+4, 10/1) = 7

min(7+3+4, 10/1) = 10

Exemplo de formação da árvore de distribuiçãoSolução proposta: MAB

7 3

2

4

10

Exemplo de formação da árvore de distribuiçãoSolução proposta: MAB

7 3

2

4

10min(3+4, 10/2) = 5

Exemplo de formação da árvore de distribuiçãoSolução proposta: MAB

7 3

2

4

10min(3+4, 10/2) = 5

min(3+4, 7/1) = 7

Exemplo de formação da árvore de distribuiçãoSolução proposta: MAB

7 3

2

4

10min(3+4, 10/2) = 5

min(3+4, 7/1) = 7

min(2+3+4, 7/1) = 7

Exemplo de formação da árvore de distribuiçãoSolução proposta: MAB

7 3

2

4

10

Exemplo de formação da árvore de distribuiçãoSolução proposta: MAB

10

Exemplo de formação da árvore de distribuiçãoSolução proposta: MAB

7 3

2

4

1010

7

2 3

4

Avaliação de desempenho

• Experimentação • Testbed de 20 máquinas• Streaming de 500 Kbps• Tx. upload aleatória entre 200 e 800 Kbps

• Simulação• Topologia aleatória• Tx. upload aleatória entre 0 e 32767 Kbps• Número de nós entre 20 e 200, 20 a 20• Número de links entre 60 e 600, 60 a 60

Cenários

Avaliação de desempenhoResultados

Avaliação de desempenhoResultados

Avaliação de desempenhoResultados

Avaliação de desempenhoResultados

Conclusão

• Foi proposta uma arquitetura e uma árvore geradora que maximiza a banda média

• Resultados demonstram melhor escalabilidade e robustez

• Trabalhos futuros envolvem considerar novas métricas em uma otimização multi-objetivos

C

Análise do artigo

• Algumas partes perdem o foco• Prova superficial que o problema é

NP-completo – pra quê?• Algoritmo guloso apresentado antes do MAB

• Protocolo DC não apresentado

• Algumas figuras não são bem explicadas (Figuras 4, 5, 6)

• Parâmetros diferentes para simulação e experimentação

C

Análise do artigo

• Análise experimental de performance apresenta poucos resultados

• Qual a divisão em superpeers e peers?

• Considera-se “throughput total” a soma das bandas• Afeta o funcionamento do algoritmo• Afeta a análise de desempenho

C