[CH.2] Application Layer - P2P applications

Pure P2P architecture

• 서버가 항상 온라인인 것 아니다 (no always on server)
• 임의의 end systems이 직접 통신한다
• peer가 간헐적으로 연결되고 IP 주소를 변경합니다.
• 예:
  • file distribution (BitTorrent)
  • VoIP(Skype)

 

*P2P: 분산된 어플리케이션이다. 왜냐하면 서로가 정보를 교환하는 다수의 엔드 시스템을 포함하고 있기 때문.

 

 

File distribution: client-server vs P2P

하나의 서버가 N명의 peers에게 파일(사이즈 F)을 분배하는데 얼마나 걸리는가?

peer의 upload/download capacity는 제한된 리소스이다.

 

File distribution: client-server

• server transmission: N개의 파일 사본을 순차적으로 전송(upload)해야한다.
  • 하나의 카피를 보내는데 걸리는 시간: F/$u_{s}$
  • N개의 카피를 보내는데 걸리는 시간: NF/$u_{s}$
• client: 각 클라이언트들은 파일 사본을 download해야한다.
  • $d_{min}$ = min client download rate
  • min client download time: F/$d_{min}$

File distribution time: P2P

• server transmission: 최소한 하나의 사본을 upload 해야한다.
  • 하나의 카피를 보내는데 걸리는 시간: F/$u_{s}$
• client: 각 클라이언트는 파일 사본을 반드시 download한다.
  • min client download time: F/$d_{min}$
• clients: 집합체가 NF bits를 download해야함
  • 최대 업로드 속도(최대 업로드 속도로 제한했을 때): $u_s$+$\sum{u_i}$

• 즉, server-client는 N개의 파일을 올릴 때, 서버가 순차적으로(capacity만큼씩) 다 올려야하고, P2P에서는 peers들이 1개 이상씩 올려서 N개가 되면 되니까, P2P의 file distribution time이 더 짧다.

• BitTorrent
  • tracker: 토렌트에 참여하는 동료를 track
  • torrent: 파일들을 교환하는 peers 그룹
  •  

 

 

 

 

 

 

peer-to-peer vs client-server

 

 

Distributed Hash Table (DHT)

• DHT: a distributed P2P database
• 데이터베이스는 (key, value) 쌍을 가진다.
  • key: 숫자, value: 사람 이름
  • key: 영화 타이틀, value: IP 주소
• (key, value) 쌍을 백만명의 peers에게 분배한다.
• peer는 DHT를 key로 쿼리한다.
  • DHT는 key에 매치되는 values를 리턴한다.
• peers는 (key, value) 쌍을 삽입할 수 있다.

 

어떻게 peer에게 key를 할당할까?

• central issue:
  • peers에게 (key,value) 쌍 할당
• basic idea:
  • 각 key를 정수로 변환
  • 각 peer에게 정수를 할당
  • 키에 가장 가까운 peer에 (key, value) 쌍을 넣음

 

 

DHT identifiers

• 각 peer에게 [0,$2^(n-1)] 범위의 정수 식별자를 부여
  • 각 식별자는 n bits로 나타난다
  • 각 key가 동일한 범위의 정수이여야 한다.
  • 정수 key를 얻으려면 원래 key를 해시해야한다.
    • 예: key=hash("Led Zeppelin IV")
    • 이것이 분산 해시 테이블이라고 하는 이유이다.

 

 

peers에게 keys 할당

• 규칙: ID와 가까운 peer에게 key 할당
• convention in lecture: 가장 가까운 것은 바로 이 key의 후계자이다.
• 예: n=4; peers: 1,3,4,5,8,10,12,14;
  
  • §key = 13, then successor peer = 14
  • §key = 15, then successor peer = 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

출처: