Models of Interaction

Client - Server

central storage of information in always on server
distinction between client which recieves service and server which provides service
note that it is possible for a host to act as both a client and as a server in different intractions.
Web, e-mail, FTP

Peerr to Peer

distributed storage of information
no clear distinction between clients and servers. Hosts share typically equal control of processing and data.
Peers dynamically join and leave.
Bit Torrent. (which is a popular P2P protocol for file distribution)

メリット

peerのupload capacityを使って、serverの負担を減らすことができる。serverはある一定のupload capacityを持っているので、たくさんのhostからアクセスがあると、一つのhostあたりにさかれるcapacityは低くなる。でも、peer to peerでhostのuplaod capacityも利用できれば、そいつらのcapacityを利用して、ほかのhostたちのためのuploadを進めることができる。

デメリット

常に同じserverが存在するわけではなく、いまserver役をしているpeerも好きなタイミングで抜けることができ、流動的に変わる。

Pure P2P architecture

no always-on server
arbitary end systems directly communicate
peers are intermittently connected and change IP addresses
Advantages
- Distributes load of serving files.
  気をつけたいのは、必ずしも、uploadスピードを速くするという保証はないということ。基本的に、普通のPeerよりもserverの方が早いuploadスピードを持っているため、Peer to Peerより、client-server型の方が速くなることもあり得る。保証できる利点は、負担を分散できるという点である。
Challenges
- How to find resources
  流動的にserver役も出入りする中で、毎回提供してくれるpeerを見つけなきゃいけない。
- Fairness
  ダウンロードした人がシェアにも参加する平等さ
examples:
- file distribution (BitTorrent)
- Streaming (KanKan), VoIP(Skype)

File distribution: client-server vs P2P

Question: how much time to distribute file(size F) from one server to N peers? - peer upload/download capacity is limited resource.

N人に分配するのにかかる時間の変化の仕方の1例。最初の一発目はどちらもserverからあげる必要があるので、かかる時間は一緒。Nが増えるにつれて、distributionにかかる時間がP2Pだと収束っぽく時間短縮できることがわかる。

P2P file distribution: BitTorrent

flie divided into 256Kb chunks
peers in torrent send/recieve file chunks

まず初めに、userはtrackerに今participatingなpeerの位置を教えてもらう。これが、p2pのservingしてくれる人の見つけ方。あるファイルのchunksをやりとりしているpeerたちのgroupをtorren(激流)と呼ぶ。

peer joinig to torrent:

has no chunks, but will accumulate them over time from other peers
registers with tracker to get list of peers, connects to subset of peers ("neighbors")
- while downloading, peer uploads chunks to other peers
- peer may change peers with whom it exchanges chunks
  - churn: peers may come and go
  - #### Once peer has entire file, it may (selfishly) leave or (altruistically) remain in torrent

最初は、chunk全く持ってないけど、downloadingしていく中でそれを蓄積しながら、さらに同時に蓄積したシェアしていく。ほかのpeersが持っていない傾向にあるchunkを繋がってるpeerからもらうという仕組み。レアなchunk持ってるやつが消えたら困るからね。

BitTorrent: requesting, sending file chunks

requesting chunks:

at any given time, different peers have different subsets of file chunks
periodically, one asks each peer for list of chunks that they have
the one requests missing chunks from peers, rarest first

sending chunks: tit-for-tat

one sends chunks to those four peers currently sending the one's chunks at highest rate
- other peers are choked by the one (do not recieve chunks from the one)
- re-evaluate top 4 every 10 secs
every 30 secs: randomly select another peer, starts sending chunks
- "optimistically unchoke" this peer
- newly chosen peer may join top 4

【ネットワーク】Peer to Peer【基礎】