P2P系統(tǒng)中的tracker主要是用來查找各個peer所持有的檔

DesignsandEvaluationofaTrackerinP2PNetworksAdeleLuJiaandDahMingChiuDepartmentofInformationEngineeringTheChineseUniversityofHongKong介紹P2P系統(tǒng)中的tracker主要是用來查找各個peer所持有的檔案。trackerfunction有各種不同的設計方式，有single-servertracker,multiple-servertrackersystem,DHT-basedserverlesssystems。在本文中我們會將這些不同的設計方式做分類，並對這些設計方式做可靠度的評估。在P2P系統(tǒng)中，tracker主要是源自於一個大眾化的檔案分享系統(tǒng)”BitTorrent(BT)”。他最主要的功能是讓peer知道有哪些peer跟他下載同樣一個檔案。為了執(zhí)行這個功能，tracker會記錄peer所做的各種要求。Tracker設計方式的分類Tracker只需要處理兩種資訊：(a)objects,and(b)peers；並將兩者做對應。Object指的是檔案；peer就是正在下載檔案的使用者。Peer會將它正在下載的檔案告訴tracker，並要求tacker提供跟他下載同樣檔案的peer清單。Tracker設計方式的分類Tacker的設計可以分成下面三個部份：誰提供tracker的功能?

基本上有兩種選擇：deployedserver(DS)或peer(P)。後者有可能是靠功能比較強大的peer，也就是supernode。Object如何指派到trackernode?

指派的方式可分成手動配置(M)或是透過distributedhashtable(DHT).peer如何指派到trackernode?

指派的方式主要是根據(jù)trackernode是deployedserver或peer。deployedserver：trackernode有明確的告知使用者，指派方式就是根據(jù)使用者的選擇(U)；

peer：如果trackernode必須靠DHT來尋找，便屬於自動(A)。Tracker設計方式的分類讓我們來看看下面這些不同設計方式的例子：著名的BitTorrent，tracker就是server，並將trackernode與對應的檔案寫在meta-file裡(torrent檔)。使用者可以從meta-file選取它想要的tracker，peer接下來會去找那個tracker並要求它提供跟它一樣在下載同個檔案的peer清單。我們稱這種設計方式為(DS+M+U)。Tracker設計方式的分類另一個大眾化的檔案分享系統(tǒng)eMule是使用DHT將tracker的功能分攤在各個peer上。DHT演算法最基本的就是提供objectname跟targetnode的對應。targetnode擁有該object的一些資訊。我們稱這種設計方式為(P+DHT+A)。第三種是PPLive

VoD，它的tracker是由deployedserver提供，而且使用DHT來指派object，所以他的設計方式就是(DS+DHT+A)。設計時需要考慮的事情在設計tracker時，我們需要考慮下面幾件事情：執(zhí)行的難易度Easeofimplementation:

clientserver的設計方式會比DHT簡單，這就是原始tracker的設計方式都是使用clientserver的原因。法律與管理責任Legalliabilityormanagementresponsibility：

執(zhí)行tracker時也許會有些法律責任的問題，也會帶來一些管理上的瑣事，所以DHT的設計方式比較令人滿意成本Costs:

執(zhí)行tracker需要一些成本，例如server跟頻寬，如果是使用DHT的方式，這些成本將由peer承擔。設計時需要考慮的事情安全性Security：

server-based的tracker容易遭受到DoS的攻擊，在存取上也容易遭到過濾(如果某ISP想要禁止使用P2P系統(tǒng))，另一方面，server-based的tracker可以設定一些規(guī)則來控制存取的權限。上面的那些都是很重要的，而且可以用來決定tracker的設計方式。另一個重點就是可靠度的問題，這將直接影響使用者的感覺。PerformanceModelsofTrackerDesign

---ReliabilityLetRserver

andRDHT

denotethereliabilityofthetwotrackerdesigns;andletRs

andRp

denotethereliabilityofdeployedserversandpeersrespectively.Then:Rserver

=1?(1?Rs)n,(1) wherenisthenumberofdeployednodesservingasthetrackerforoneobject.RDHT

=(1?(1?Rp)m)k,(2) wherekistheexpectedpathlengthoftrackernodesvisitedbytheDHT,andmisthenumberofbackuppeersforeachtrackernode.PerformanceModelsofTrackerDesign

---ThePerformanceFactorInreality,bothdeployedserversorpeershavefinitecapacity,andtheycanbeoverwhelmedunderheavyload.SothenodereliabilityR(whichcanbeRs

orRp)canbeviewedastheproductofthefollowingfactors:

R=PupPqueuedPserved

(3) Thefirstterm,Pup,takestheoriginalvalueRs

orRp

respectively.Thelastterm,Pserved,theprobabilitythatthetrackernodestaysuptilltherequestisserved,isnormallyverycloseto1,andcanbeignored.Thesecondterm,Pqueued,theprobabilitythatthetrackernodeisnotoverwhelmed,canbederivedfromasimplequeueingmodel.PerformanceModelsofTrackerDesign

---ThePerformanceFactore.g.anM/M/1/hqueuewherehisthequeuelength(thenumberofsimultaneouslookuprequestacceptedbythetrackernode).

Therequestservicerates,μs

orμp,arepropertiesofthetrackernodes.

Therequestarrivalrate,λ,isgivenbytheworkloadofthemodel,derivedfromthepeerarrivalrateandtheaveragenumberofobjectseachpeeraccesseswhileinthesystem. Basedontheseparameters,wecanderivethereliabilityofaserver-basedtrackerasfollows:Whereassumingtherequestsareevenlydistributedtothenservernodes.PerformanceModelsofTrackerDesign

---ThePerformanceFactorThenodereliabilityforapeernode,Rp,canbewrittendowninasimilarfashion.Thereisasignificantdifference:sincetherearemorepeersinthesystemservingastrackernodes,therequestarrivalratetoeachpeer,ρp,wouldbemuchlowerthantherequestratetoatrackernodeinaserver-basedsystem.TheexactformuladependsontheparticularDHTalgorithm,andthecomputationofaveragepeerpopulationinthesystem,andisnotincludehereduetospacelimits.Thebottomlineisthatsinceρp<<1thereislittlereliabilityeffectduetoblocking,andRp≈Pp.Finally,Rs

andRp

canbepluggedintothereliabilityformulatoderivethelookupsuccessrateofbothserverbasedorDHT-basedtrackers.原作者投影片說明模型的觀察根據(jù)簡單的模型我們可以觀察到一些事情：server-basedtracker的設計方式遇到高負載時會惡化的非常快速。而DHT-basedtracker的設計方式會根據(jù)負載的高低自動增減server的數(shù)目，如圖2。模型的觀察把server-based與DHT-basedtracker的平均錯誤時間拉長，將如預期的可以改善tracker的可靠度。但是有趣的是，針對這組參數(shù)，DHT比server-based還敏感，如圖3。原因是我們的模型中，當server發(fā)生錯誤時，需要時間修復才能再度啟動，所以DHT會比server-based好。模型的觀察針對server-based與DHT-basedtracker，replication的增加也如預期中的有助於改善可靠度，在這個案例中，兩種設計方式都具有同樣的敏感度，如圖4。結論在這篇文章中，我們提供p2p系統(tǒng)tracker設計的初步概念與評估，更進一部的modeling與分析正在