Global Scale WLAN Roaming : Architecture & Evaluation
-
Upload
quynn-nichols -
Category
Documents
-
view
38 -
download
4
description
Transcript of Global Scale WLAN Roaming : Architecture & Evaluation
Global Scale WLAN Roaming : Architecture & Evaluation
Global Scale WLAN Roaming : Architecture & EvaluationΕυστράτιος Γ. ΔημόπουλοςΕυστράτιος Γ. Δημόπουλος
2
Peer to Peer Wireless Network ConfederationPeer to Peer Wireless
Network Confederation Πλήρως κατανεμημένο σύστημα για
διαμοιρασμό WLAN Βασίζεται σε κίνητρα
Για να πάρει κάποιος υπηρεσία πρέπει να έχει συνεισφέρει υπηρεσία έμμεσα ή άμεσα στον πάροχο
Ταυτότητες : ιδιωτικά/ δημόσια κλειδιά P2PWNC Peers – Ομάδες
Τουλάχιστον 1 AP (Συνεισφορά) Τουλάχιστον 1 κινητός χρήστης
(Κατανάλωση) Εξυπηρετητής ομάδας Αποθήκες αποδείξεων (ομάδας - πελάτη)
Πλήρως κατανεμημένο σύστημα για διαμοιρασμό WLAN
Βασίζεται σε κίνητρα Για να πάρει κάποιος υπηρεσία πρέπει να
έχει συνεισφέρει υπηρεσία έμμεσα ή άμεσα στον πάροχο
Ταυτότητες : ιδιωτικά/ δημόσια κλειδιά P2PWNC Peers – Ομάδες
Τουλάχιστον 1 AP (Συνεισφορά) Τουλάχιστον 1 κινητός χρήστης
(Κατανάλωση) Εξυπηρετητής ομάδας Αποθήκες αποδείξεων (ομάδας - πελάτη)
3
P2PWNC ΑλγόριθμοιP2PWNC Αλγόριθμοι
Bootstrap (Αυτοδύναμης εκκίνησης)
GossipingΦάση ΕνημέρωσηςΦάση Συγχώνευσης
Reciprocity (Ανταποδοτικότητας)Υπολογισμός Υποκειμενικής Μετρικής
Φήμης (SRM)Αλγόριθμοι MF – GMF
Bootstrap (Αυτοδύναμης εκκίνησης)
GossipingΦάση ΕνημέρωσηςΦάση Συγχώνευσης
Reciprocity (Ανταποδοτικότητας)Υπολογισμός Υποκειμενικής Μετρικής
Φήμης (SRM)Αλγόριθμοι MF – GMF
4
P2PWNC ΑποδείξειςP2PWNC Αποδείξεις
Υπογράφονται από τον καταναλωτή μετά το τέλος ή/και κατά τη διάρκεια της συναλλαγής
Αποθηκεύονται στις αποθήκες αποδείξεων και σχηματίζουν έναν λογικό, κατευθυνόμενο γράφο
Υπογράφονται από τον καταναλωτή μετά το τέλος ή/και κατά τη διάρκεια της συναλλαγής
Αποθηκεύονται στις αποθήκες αποδείξεων και σχηματίζουν έναν λογικό, κατευθυνόμενο γράφο
ΠιστοποιητικόΠιστοποιητικό ΚαταναλωτήΚαταναλωτή
timestamptimestamp
Υπογραφή με το ιδιωτικό κλειδί Υπογραφή με το ιδιωτικό κλειδί του Καταναλωτήτου Καταναλωτή
Όγκος δεδομένων ΚίνησηςΌγκος δεδομένων Κίνησης
Δημόσιο Κλειδί ΠαρόχουΔημόσιο Κλειδί Παρόχου
Ο γράφος των αποδείξεων αποτελεί την είσοδο του αλγορίθμου της ανταποδοτικότητας
Ο γράφος των αποδείξεων αποτελεί την είσοδο του αλγορίθμου της ανταποδοτικότητας
ΠιστοποιητικόΠιστοποιητικό ΚαταναλωτήΚαταναλωτή
timestamptimestamp
Υπογραφή με το ιδιωτικό κλειδί Υπογραφή με το ιδιωτικό κλειδί του Καταναλωτήτου Καταναλωτή
Όγκος δεδομένων ΚίνησηςΌγκος δεδομένων Κίνησης
Δημόσιο Κλειδί ΠαρόχουΔημόσιο Κλειδί Παρόχου
5
P2PWNC ΣυναλλαγέςP2PWNC Συναλλαγές
Οι χρήστες (καταναλωτές) μετακινούνται και ζητάνε υπηρεσία από ξένες ομάδες (πάροχοι)
SRM Ποιότητα Υπηρεσίας
Οι χρήστες (καταναλωτές) μετακινούνται και ζητάνε υπηρεσία από ξένες ομάδες (πάροχοι)
SRM Ποιότητα Υπηρεσίας
6
Global Scale P2PWNCGlobal Scale P2PWNC
7
Global Scale RoamingGlobal Scale Roaming
Σπάνιες οι μετακινήσεις χρηστών σε ξένες περιοχές
SRM ≈0Αποδείξεις ΔΕΝ
έχουν αξία στις ξένες περιοχές
Σπάνιες οι μετακινήσεις χρηστών σε ξένες περιοχές
SRM ≈0Αποδείξεις ΔΕΝ
έχουν αξία στις ξένες περιοχές
8
Αρχιτεκτονική με Super Peers
Αρχιτεκτονική με Super Peers
Τουλάχιστον ένας Super Peer ανά Περιοχή
Super Peers:• Καθολικά γνωστοί
• Έμπιστοι
• Χωρίς παραπάνω υπολογιστικές/ αποθηκευτικές δυνατότητες
9
Αλγόριθμος Global Scale Roaming - ΠροδιαγραφέςΑλγόριθμος Global Scale Roaming - Προδιαγραφές
Ο αλγόριθμος πρέπει να εκτελείται σε όλες τις συναλλαγές – όχι μόνο στις roaming Απλός Χρήση των super peers μόνο όταν είναι αναγκαίο Χρήση ελάχιστου αριθμού super peers
Πρέπει να εξασφαλίζει ότι οι ομάδες δεν μπορούν να κλέψουν
Πρέπει να τροφοδοτεί με Κίνητρα: Τους χρήστες
Για να προσφέρουν πάντα υπηρεσία στους Super Peers Για να προσφέρουν υπηρεσία στους roamers
Τους super peers Για να παρέχουν βοήθεια
Ο αλγόριθμος πρέπει να εκτελείται σε όλες τις συναλλαγές – όχι μόνο στις roaming Απλός Χρήση των super peers μόνο όταν είναι αναγκαίο Χρήση ελάχιστου αριθμού super peers
Πρέπει να εξασφαλίζει ότι οι ομάδες δεν μπορούν να κλέψουν
Πρέπει να τροφοδοτεί με Κίνητρα: Τους χρήστες
Για να προσφέρουν πάντα υπηρεσία στους Super Peers Για να προσφέρουν υπηρεσία στους roamers
Τους super peers Για να παρέχουν βοήθεια
10
P2PWNC AREA
Global Scale Roaming Παράδειγμα
Global Scale Roaming Παράδειγμα
Green Team
HOME P2PWNC AREA
Team Server
Home Super Peer
Team Server
Team Server
Home Super Peer
Team Server
Ο χρήστης αποφασίζει να κάνει roaming σε μια ξένη περιοχήΖητάει υπηρεσία από ένα σημείο πρόσβασης, ενημερώνοντας για τον δικό του Super Peer
Visited Super Peer
Team Server
Team Server
O team server τρέχει τον αλγόριθμο της
ανταποδοτικότητας για τον επισκέπτη
Επειδή σύμφωνα με τον αλγόριθμο δεν πρέπει να δώσει υπηρεσία, ζητάει από τον Super Peer της περιοχής του να βρει
εγγυητή για τον χρήστη
Ταυτόχρονα ζητάει από τον super peer της οικίας περιοχής του χρήστη να υπολογίσει την ίδια ποσότητα και περιμένει
απάντηση.
Ο VSP τρέχει τον αλγόριθμο της ανταποδοτικότητας για τον υποψήφιο καταναλωτή, για να
υπολογίσει την ποσότητα (SRM) για την οποία μπορεί
εκείνος να εγγυηθεί.
Ο HSP υπολογίζει το SRM για τον υποψήφιο
καταναλωτή, τρέχοντας τον αλγόριθμο της
ανταποδοτικότητας.
Ενημερώνει τον VSP για το SRM που υπολόγισε.
Ο VSP υπολογίζει:1. Tο τελικό SRM του υποψήφιου καταναλωτή.
0,2xSRM (VSP) + 0,8xSRM (HSP)
2. Τον super peer που θα μπει εγγυητής στην συναλλαγή.
Ενημερώνει τον HSP (εγγυητής) και τον Team Server του παρόχου για το SRM που υπολογίστηκε για τον χρήστη καθώς
και για τον εγγυητή της συναλλαγής.
Το AP ζητάει αποδείξεις από τον super peer για τον εαυτό του και από τον καταναλωτή για τον super peer
O καταναλωτής υπογράφει αποδείξεις στον super peer και ο super peer υπογράφει αποδείξεις στο AP
11
Σχολιασμός Global Scale Roaming
Σχολιασμός Global Scale Roaming
ΟΛΟΙ ευχαριστημένοι!O roamer πήρε υπηρεσίαΤο AP πήρε τις πολύτιμες αποδείξεις
από τον super peerO super peer ξεχρέωσε το χρέος του
στον καταναλωτή και βοήθησε στην επίτευξη μιας χαμένης συναλλαγής για ένα μέλος της περιοχής του
Χρειάζεται πολύ μικρή τροποποίηση στα μηνύματα της υλοποίησης (3 νέα μηνύματα)
ΟΛΟΙ ευχαριστημένοι!O roamer πήρε υπηρεσίαΤο AP πήρε τις πολύτιμες αποδείξεις
από τον super peerO super peer ξεχρέωσε το χρέος του
στον καταναλωτή και βοήθησε στην επίτευξη μιας χαμένης συναλλαγής για ένα μέλος της περιοχής του
Χρειάζεται πολύ μικρή τροποποίηση στα μηνύματα της υλοποίησης (3 νέα μηνύματα)
12
ΠροσομοιώσειςΠροσομοιώσεις
Παράμετροι Εισόδου a Γύροι υπομονής (patience) Server Repository Size Client Repository Size Αριθμός χρηστών
Αριθμός περιοχών Πληθυσμός περιοχής
Γύρος εκκίνησης roaming Πιθανότητα roaming Γύροι παραμονής στην ξένη
περιοχής (stop over rounds)
Συμμετοχή super peers στο SRM
Αριθμός super peers ανά περιοχή
Παράμετροι Εισόδου a Γύροι υπομονής (patience) Server Repository Size Client Repository Size Αριθμός χρηστών
Αριθμός περιοχών Πληθυσμός περιοχής
Γύρος εκκίνησης roaming Πιθανότητα roaming Γύροι παραμονής στην ξένη
περιοχής (stop over rounds)
Συμμετοχή super peers στο SRM
Αριθμός super peers ανά περιοχή
Παράμετροι Εξόδου SW Hit Ratio
Αιτήσεις Καταναλώσεις
Αιτήσεις εγγύησης στους super peers
Εγγυήσεις super peers
Παράμετροι Εξόδου SW Hit Ratio
Αιτήσεις Καταναλώσεις
Αιτήσεις εγγύησης στους super peers
Εγγυήσεις super peers
13
Επίδραση μεγέθους & αριθμού περιοχών
Επίδραση μεγέθους & αριθμού περιοχών
Number of Regions effect on Hit ratio
0%10%20%30%40%50%
60%70%80%90%
100%
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
Number of Regions
Ave
rag
e H
it r
atio
NORMAL
ROAMERS
NORMAL w ith Super Peers
ROAMERS w ith Super Peers
Παράμετροι Εισόδου
a=0.75
Patience=20 (rounds)
Server Repository Size=2000 (receipts)
Client Repository Size=300 (receipts)
Number of peers=1000 (2x500 - 4x250 - 8x125 - 10x1000 - 20x50)
Roaming Start Round=5
Roaming Probability p=0.1
Stop Over Rounds=1
Super peers Participation=80% consumer part. - 20% provider part.
Super Peers per Region=1
Number of Regions effect on SW
0123456789
10
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
Number of Regions
Ave
rag
e S
W p
er M
atch
NORMAL
ROAMERS
NORMAL w ith Super Peers
ROAMERS w ith Super Peers
14
Επίδραση Πιθανότητας roaming
Επίδραση Πιθανότητας roaming
Παράμετροι Εισόδου
a=0.75
Patience=20 (rounds)
Server Repository Size=2000 (receipts)
Client Repository Size=300 (receipts)
Number of Peers=1000 ( 4x250)
Roaming Start Round =1
Roaming Probability p=0.01 – 0,1 - 0,3 – 0,4 - 0,5 - 0,6
Stop Over Rounds=1
Super peers Participation=80% consumer part. - 20% provider part.
Super Peers per Region=1
service requests /consumes
0%
20%
40%
60%
80%
100%
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7
Roaming ProbabilityA
vera
ge
req
ues
t/co
nsu
me
rati
o %
NORMAL
ROAMERS
NORMAL withSuper Peers
ROAMERS withSuper Peers
SW per match vs Roaming Probability
0
2
4
6
8
10
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7
Roaming Probability
Ave
rag
e S
W p
er M
atch
NORMAL
ROAMERS
NORMAL withSuper Peers
ROAMERS withSuper Peers
15
Επίδραση μεγέθους αποθήκης αποδείξεων
εξυπηρετητή
Επίδραση μεγέθους αποθήκης αποδείξεων
εξυπηρετητήServer Repository Size effect on Hit
Ratio
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
1000
1250
1500
1750
2000
2250
2500
2750
3000
Server Repository Size (receipts)
Ave
rag
e H
it r
atio
NORMAL
ROAMERS
NORMAL w ith Super Peers
ROAMERS w ith Super Peers
Server Repository Size effect on SW
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1000
1250
1500
1750
2000
2250
2500
2750
3000
Server Repository Size (receipts)
Ave
rag
e S
W p
er M
atch
NORMAL
ROAMERS
NORMAL w ith Super Peers
ROAMERS w ith Super Peers
Παράμετροι Εισόδου (1.6.5 – 2.1.5)
a=0.75
Patience=20(rounds)
Server Repository Size=1000 (250) 3000
Client Repository Size=250
Number of peers=1000 (4x250)
Roaming Start Round=5
Roaming Probability p=0.1
Stop Over Rounds=1
Super peers Participation=80% consumer part. - 20% provider part.
Super Peers per Region=1
Server Repository size effect on Super Peers Usage
0%
20%
40%
60%
80%
100%
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
Server Repository Size (receipts)
ratio
(%)
Super peers requests
Super peers help
16
Επίδραση αριθμού super peers/ περιοχή
Επίδραση αριθμού super peers/ περιοχή
Παράμετροι Εισόδου
a = 0.75
Patience = 5 (rounds)
Repository size = 500 (receipts)
Receipts to merge = 100
Number of Peers = 1000 ( 8x125)
Roaming Start Round = 1
Roaming Probability p = 0.1
Stop Over Rounds = 1
super peers participation (Home - Visited)=80% - 20%
Super Peers per Region = 1,2,3
Super Peers per Region effect on SW
0
2
4
6
8
10
0 1 2 3 4
Super Peers Per Region
Ave
rag
e S
W p
er M
atch
NORMAL ROAMERS
Super Peers per Region Effect on Hit Ratio
80%
85%
90%
95%
100%
0 1 2 3 4
Super Peers Per Region
Ave
rag
e H
it r
atio
NORMAL w ith Super Peers
ROAMERS w ith Super Peers
17
Ποσοστά συμμετοχής super peers στον υπολογισμό SRMΠοσοστά συμμετοχής super peers στον υπολογισμό SRM
Παράμετροι Εισόδου
a = 0.75
Patience = 20 (rounds)
Repository size = 2000 (receipts)
Receipts to merge = 300
Number of Peers = 1000 ( 4x250) - (20x50)
Roaming Start Round = 25
Roaming Probability p = 0.1
Stop Over Rounds = 1
super peers participation=variable
Super Peers per Region = 1
Home Super Peer Participation effect on SW
0
2
4
6
8
10
0% 20% 40% 60% 80% 100%
Home SP Participation
Ave
rag
e S
W p
er M
atch
NORMAL ROAMERS
Home Super Peer Participation Effect on Hit Ratio
95%
96%
97%
98%
99%
100%
0% 20% 40% 60% 80% 100%
Home SP participation
Ave
rag
e re
qu
est/
con
sum
e ra
tio
%
NORMAL w ith Super Peers
ROAMERS w ith Super Peers
18
Κλιμάκωση συστήματοςΚλιμάκωση συστήματος
Scale effect on Hit Ratio
50%
60%
70%
80%
90%
100%
0 2000 4000 6000 8000
Number of Peers
Ave
rag
e H
it R
atio
Series1 Series2
Scale Effect on SW
0
2
4
6
8
10
0 2000 4000 6000 8000
Number of Peers
Ave
rag
e S
W p
er M
atch
Series1 Series2
Παράμετροι Εισόδου
a = 0.75
Patience = 20 (rounds)
Repository size = 1500 (receipts)
Receipts to merge = 250
Number of Peers = (4x250) (10x250) (20x250) (28X250)
Roaming Start Round = 1
Roaming Probability p = 0.1
Stop Over Rounds = 2
super peers participation (Home - Visited)=80% - 20%
Super Peers per Region = 1
19
THE ENDTHE END
Ευχαριστώ!Ευχαριστώ!