A Scalable Content-Addressable NetworkSylvia Ratnasamy, Paul Francis, Mark Handley, Richard Karp, Scott Shenker

Proceedings of ACM SIGCOMM ’01

Sections 3.3 – 3.6

Παρουσίαση:

Τζιοβάρα Βασιλική

2

Βελτιώσεις Σχεδίασης Είδαμε στις προηγούμενες ενότητες, ότι κόμβοι που είναι

γειτονικοί στο CAN μπορεί να απέχουν πολλά χιλιόμετρα και πολλά IP άλματα μεταξύ τους

Σε μια αναζήτηση: μέση συνολική καθυστέρηση διάδοσης (average total latency)= μέσος αριθμός CAN hops *

μέση καθυστ. διάδοσης κάθε hop

Προσπαθούμε να μειώσουμε είτε το μήκος του μονοπατιού, είτε την καθυστέρηση διάδοσης για κάθε hop

Η αύξηση του αριθμού των διαστάσεων μειώνει το μήκος του μονοπατιού

Η χρήση πολλών “realities” επίσης μειώνει το μήκος του μονοπατιού

3

Καλύτερες μετρικές δρομολόγησης

Ως αυτό το σημείο χρησιμοποιήθηκε ως μέτρο εκτίμησης η απόσταση των καρτεσιανών συντεταγμένων μεταξύ του κόμβου-πηγής και του κόμβου-προορισμού (μήκος μονοπατιού)

Μπορούμε να προχωρήσουμε σε μία βελτίωση που να αντικατοπτρίζει καλύτερα την IP τοπολογία των κόμβων: Κάθε κόμβος υπολογίζει τον χρόνο RTT (Round-Trip-Time) σε επίπεδο

δικτύου για καθένα από τους γείτονές του Για συγκεκριμένο προορισμό, ένα μήνυμα προωθείται στο γείτονα με τη

μέγιστη αναλογία προόδου ως προς το RTT Ευνοούνται τα μονοπάτια με μικρή καθυστέρηση διάδοσης Αποφεύγονται μεγάλα βήματα

4

Καλύτερες μετρικές δρομολόγησης Αντίθετα με την αύξηση του αριθμού των διαστάσεων και τη

χρήση πολλών “realities”, η δρομολόγηση που βασίζεται σε RTT, στοχεύει στη μείωση της καθυστέρησης διάδοσης μειώνοντας την καθυστέρηση κάθε βήματος κατά μήκος του μονοπατιού και όχι στη μείωση του μήκους μονοπατιού

Μέτρο εκτίμησης αποτελεσματικότητας αυτής της routing τεχνικής: per-hop latency=

overall path latency

path length

5

RTT-weighted routing Χρήση τοπολογιών Transit-Stub Μέση καθυστέρηση διάδοσης

του δικτύου μεταξύ τυχαία επιλεγμένων κόμβων πηγής-προορισμού ~ 115 ms

n: μεταξύ 28 και 218 Η δρομολόγηση με χρήση RTT,

μειώνει την per-hop latency από 24% έως 40%, ανάλογα με τον αριθμό των διαστάσεων

Αν χρησιμοποιηθούν περισσότερες διαστάσεις, επιτυγχάνεται ακόμα μεγαλύτερη βελτίωση

6

Τοπολογικά ευαίσθητη κατασκευή του CAN δικτύου Ο μηχανισμός κατασκευής του CAN αναθέτει κόμβους σε ζώνες

τυχαία Οι γείτονες ενός κόμβου στο CAN δεν έχουν αναγκαστικά

“κοντινές” IP-διευθύνσεις Οδηγούμαστε σε περίεργα σενάρια δρομολόγησης:

π.χ. Ένας κόμβος στο Berkley έχει τους γείτονές του στην Ευρώπη, έτσι ένα μονοπάτι σε κόμβο στο κοντινό Stanford μπορεί να περιλαμβάνει μακρινούς κόμβους στην Ευρώπη

Οι τεχνικές σχεδίασης που παρουσιάστηκαν στις παραπάνω ενότητες: προσπαθούν να βελτιώσουν την επιλογή των μονοπατιών σε ένα υπάρχον

δίκτυο δεν επιχειρούν να βελτιώσουν το overlay δίκτυο

Τώρα προσπαθούμε να κατασκευάσουμε CAN τοπολογίες που να ταιριάζουν με τις IP τοπολογίες

7

Υποθέτουμε την ύπαρξη ενός συνόλου μηχανημάτων π.χ. DNS servers που λειτουργούν ως σταθμοί-ορόσημα (landmarks) στο Ίντερνετ

Με βάση τις σχετικές αποστάσεις των CAN κόμβων από αυτό το σύνολο σταθμών, κάνουμε ένα είδος «κατανεμημένης ανάθεσης σε κάδους»

Κάθε κόμβος: Εκτιμά τον RTT χρόνο για κάθε σταθμό του συνόλου Ταξινομεί τους σταθμούς με αύξουσα σειρά των χρόνων RTT

Άρα με βάση τους υπολογισμούς καθυστέρησης, κάθε κόμβος έχει μια διάταξη σταθμών

Για m σταθμούς → m! δυνατές διατάξεις

Τοπολογικά ευαίσθητη κατασκευή του CAN δικτύου

8

Ανάλογα, χωρίζουμε τον χώρο συντεταγμένων σε m! τμήματα ίσου μεγέθους και καθένα αντιστοιχεί σε μια μόνο διάταξη

Τρόπος διαχωρισμού σε m! τμήματα: Θεωρούμε μια σταθερή κυκλική διάταξη των διαστάσεων (π.χ. xyzxyzx…) Χωρίζουμε το χώρο σε m τμήματα κατά μήκος της 1ης διάστασης Κάθε τμήμα χωρίζεται σε m-1 τμήματα στη 2η διάσταση Κάθε τμήμα χωρίζεται σε m-2 τμήματα στην 3η διάσταση κ.ο.κ.

Προηγουμένως, η εισαγωγή νέου κόμβου γινόταν σε τυχαίο σημείο σε ολόκληρο το χώρο συντεταγμένων

Τώρα, γίνεται σε τυχαίο σημείο σε αυτό το τμήμα του χώρου που σχετίζεται με τη διάταξη των σταθμών του

Τοπολογικά ευαίσθητη κατασκευή του CAN δικτύου

9

Το σκεπτικό είναι ότι κοντινοί τοπολογικά κόμβοι είναι πιθανό να έχουν την ίδια διάταξη σταθμών και συνεπώς θα τοποθετηθούν στο ίδιο τμήμα στο χώρο συντεταγμένων. Συνεπώς, γείτονες στο χώρο συντεταγμένων πιθανόν να βρίσκονται τοπολογικά κοντά στο Ίντερνετ

Μέτρο εκτίμησης αυτής της τεχνικής ανάθεσης σε κάδους:

Latency stretch = Latency on the CAN networkAverage latency on the IP network

Τοπολογικά ευαίσθητη κατασκευή του CAN δικτύου

10

m = 4 σταθμοί Τοποθετημένοι σε τυχαία σημεία,

με μόνο περιορισμό να απέχουν τουλάχιστον 5 hops μεταξύ τους

Σημαντική βελτίωση με χρήση αυτής της τεχνικής

Όμως, η κατανομή των κόμβων στο χώρο δεν είναι ομοιόμορφη: κάποιες περιοχές «πυκνοκατοικημένες»

Μη ομοιόμορφη κατανομή φόρτου Η χρήση τεχνικών εξισορρόπησης

φόρτου, όπου ένας υπερφορτωμένος κόμβος παραδίδει ένα μέρος του χώρου του σε έναν λιγότερο φορτωμένο, εξαλείφει αυτό το πρόβλημα

Τοπολογικά ευαίσθητη κατασκευή του CAN δικτύου