Evaluation of Existing P2P Systems KaZaA & BitTorrent

1. Evaluation of Existing P2P SystemsKaZaA & BitTorrent Αλεξάκης Κωνσταντίνος Γιωτάκης Παναγιώτης

2. Εισαγωγή • Peer-to-peer: Κατανεμημένα συστήματα ομότιμων κόμβων χτισμένα πάνω στην υποδομή του διαδικτύου • Με τα p2p χρήστες ανά τον κόσμο μπορούν να επικοινωνήσουν άμεσα μεταξύ τους, ανεξαρτήτως πλατφόρμας, για διαμοιρασμό, κυρίως, αρχείων • Λόγω της χρησιμότητάς τους, έχουν αναπτυχθεί δεκάδες τέτοια συστήματα όπως: ΚαΖαΑ, E-mule, Dc++, BitTorrent

3. Εισαγωγή • Εξαιτίας της πληθώρας τέτοιων συστημάτων και των διαφορετικών χαρακτηριστικών που τα διακρίνουν προκύπτει το εξής δίλλημα: • Ποιο p2p είναι το καταλληλότερο για την κάλυψη των αναγκών του κάθε χρήστη; • Μια προσέγγιση στο παραπάνω δίλλημα αποτελεί η αξιολόγηση δύο εκ των δημοφιλέστερων p2p συστημάτων: • BitTorrent - KaZaA

4. KaZaA • Μη κεντρικοποιημένο αδόμητο p2p σύστημα • Ξεκίνησε το Μάρτιο του 2001 για να αντικαταστήσει το Napster • Διαμοιράζει αρχεία διαφόρων ειδών και η λειτουργία του βασίζεται στο πρωτόκολλο fastTrack: • Οι κόμβοι χωρίζονται σε supernodesκαι ordinary nodes

5. BitTorrent • Κεντρικοποιημένο, αδόμητο p2p σύστημα • Κάθε peer συνδέεται με κεντρικούς servers (trackers) οι οποίοι διαμοιράζουν τα meta-data αρχεία (.torrent) και είναι υπεύθυνοι για τηδιασύνδεση των peer μεταξύ τους • Βασίζεται στην ιδέα της συνεργασίας όπου κάθε peer που κατεβάζει τμήμα ενός αρχείου το διαμοιράζει στους υπόλοιπους ταυτόχρονα (“tit-for-tat strategy”)

6. Προσέγγιση του Προβλήματος • Θα χρησιμοποιήσουμε τις εξής εφαρμογές: • Kazaa-lite, για το KaZaA • Azureus, για το BitTorrent Που αποτελούν από τις πιο δημοφιλείς εφαρμογές για τα δύο αυτά συστήματα • Για την εύρεση αρχείων θα χρησιμοποιήσουμε την επιλογή search στο kazaa-lite και το εξής web-site για ΒitTorrent: • http://isohunt.com/που υποστηρίζει 11993 trackers περίπου

7. Τομείς Αξιολόγησης • Στην παρούσα εργασία συγκρίναμε και αξιολογήσαμε τα δύο συστήματα στους παρακάτω τομείς: • Χαρακτηριστικά των εφαρμογών • Αξιολόγηση αναζήτησης (KaZaA) • Πλήθος χρηστών και διαμοιραζόμενος όγκος αρχείων • Διαθεσιμότητα δημοφιλών αρχείων • Διαθεσιμότητα μη δημοφιλών αρχείων • Διαθεσιμότητα μεγάλων και διαφόρων ειδών αρχεία • Download time • Αντιμετώπιση προβλήματος Free-Riding • User friendly περιβάλλον

8. Σύγκριση Χαρακτηριστικών των KaZaA-Lite, Azureus • Οι εφαρμογές KaZaA-Lite (KaZaA), Azureus (BitTorrent) είναι οι δημοφιλέστερες για τα συστήματα που αξιολογούμε • Σημαντικό είναι επομένως να συγκρίνουμε τα κύρια χαρακτηριστικά τους

9. KaZaA search evaluation • Αξιολογήθηκε ο μέσος ρυθμός εμφάνισης αποτελεσμάτων σε διαφόρων ειδών αρχεία • Παρατηρούμε ταχύ ρυθμό εμφάνισης αποτελεσμάτων, κύριος όγκος των οποίων αφορά μουσικά αρχεία (~50%)

10. Μέτρηση: Κόμβοι, Όγκος Αρχείων • Η πιο σημαντική μέτρηση που ενδιαφέρει τους χρήστες στα p2p συστήματα αποτελεί • το πλήθος των κόμβων που είναι συνδεδεμένοι κατά τη διάρκεια της ημέρας • ο όγκος των δεδομένων που διαμοιράζονται

11. Μέτρηση: Διαθεσιμότητα Δημοφιλών Αρχείων • Διαθεσιμότητα 20 δημοφιλέστερων μουσικών αρχείων • Η μέτρηση έγινε σε χρονική διάρκεια ~1min στο KaZaA • Στο BitTorrent τα αποτελέσματα προκύπτουν άμεσα

12. Μέτρηση: Διαθεσιμότητα Δημοφιλών Αρχείων Σε Βάθος Χρόνου • Έγιναν δύο μετρήσεις σε δημοφιλή μουσικά αρχεία σε βάθος χρόνου (>5min για το KaZaA) • Στην πρώτη μέτρηση συγκρίνουμεστο KaZaA τα αποτελέσματα που προκύπτουν σε τρία διαφορετικά χρονικά διαστήματα • Στη δεύτερη μέτρηση συγκρίνουμε τα αποτελέσματα BitTorrent και KaZaA για διάστημα >11min

13. Μέτρηση: Διαθεσιμότητα Μη-δημοφιλών Αρχείων • Έγινε μέτρηση σε παλιά (μη-δημοφιλή) μουσικά αρχεία (>15 χρόνων) • Η πρώτη μέτρηση έγινε για 1min στο KaZaA, ενώ η δεύτερη για βάθος χρόνου(>5min) Μέτρηση για βάθος χρόνου Μέτρηση για 1min

14. Μέτρηση: Μεγάλα Αρχεία • Η μέτρηση έγινε για μεγάλα αρχεία (>300mb) διαφόρων ειδώνόπως ταινίες, cds, παιχνίδια, software σε βάθος χρόνου (>5min)

15. Μέτρηση: Αρχεία Διαφόρων Ειδών • Από τις μετρήσεις που πραγματοποιήθηκαν προκύπτουν τα εξής συμπεράσματα: • Το BitTorrent υπερτερεί σε αρχεία όπως: ταινίες, ολόκληρα cds, software, παιχνίδια, e-books • Το KaZaA υπερτερεί σεκυρίως μικρά αρχεία όπως: μουσικά αρχεία, φωτογραφίες • Αναζητήθηκαν επιστημονικές δημοσιεύσεις (papers) αλλά η διαθεσιμότητά τους ήταν σχεδόν μηδενική και στα δύο συστήματα

16. Μέτρηση: Download Time • Πραγματοποιήθηκε σύγκριση της μέσης ταχύτητας διαμοιρασμού αρχείων ανάλογα με τη διαθεσιμότητά τους

17. Αναζήτηση και Διαμοιρασμός Αρχείων • Η αναζήτηση: • Στο KaZaA-Lite γίνεται απλούστατα, χρησιμοποιώντας την επιλογή search που βρίσκεται στην εφαρμογή • Στο BitTorrent η αναζήτηση είναι πιο επίπονη καθώς ο χρήστης είναι αναγκασμένος να αναζητήσει ένα συγκεκριμένο αρχείο ανάμεσα σε πολλά web-sites, trackers στο διαδίκτυο • Ο διαμοιρασμός αρχείων: • Στο KaZaA γίνεται αυτόματα επιλέγοντας απλώς το φάκελο με τα αρχεία που διαμοιράζονται • Στο BitTorrent ο διαμοιρασμός καινούριων αρχείων γίνεται δυσκολότερα καθώς ο χρήστης πρέπει να δημιουργήσει το meta-data αρχείο (.torrent) και να το ανακοινώσει σε κάποιο tracker

18. Πρόβλημα Free-Riding • Έχει διαπιστωθεί ότι το μεγαλύτερο ποσοστό των χρηστών στα p2p δίκτυα επιθυμεί να αποκτά αρχεία χωρίς να διαμοιράζει αυτά που ήδη έχει κατεβάσει (Free-Riders) • Ορισμένα δίκτυα έχουν προβλέψει τρόπους αντιμετώπισης του φαινομένου • Το BitTorrent αντιμετωπίζει το Free-Riding • Με το να διαμοιράζει αναγκαστικά ο χρήστης τα κομμάτια των αρχείων που ήδη έχει αποκτήσει • Ορισμένοι trackers απαιτούν το ποσοστό upload/download≈1 από τους χρήστες τους • Το KaZaA δεν υποστηρίζει μηχανισμούς αντιμετώπισης του προβλήματος

19. Σύγκριση: User Friendly Περιβάλλον • Συγκρίθηκαν τα δύο συστήματα όσον αφορά την φιλικότητα που παρέχουν στο χρήστη • Παρόλο που και τα δύο συστήματα παρέχουν αξιόλογα documentations, η χρήση του KaZaA-Lite αποδεικνύεται απλούστερη από αυτήν του Azureus για αρχάριους χρήστες • Με βάση το σχεδιασμό του,το KaZaA-Lite διευκολύνει κατά πολύ την αναζήτηση και το διαμοιρασμό αρχείων • Αντιθέτως η δομή του δικτύου BitTorrent περιπλέκει περισσότερο τις παραπάνω διαδικασίες

20. Εμπιστοσύνη • Ένα εύλογο ερώτημα που απασχολεί τους χρήστες είναι αν το αρχείο που βρήκαν διαθέσιμο είναι το σωστό και όχι απλά ένας παραπλανητικός τίτλος • Στο BitTorrent,σε πολλούς tracker εκτός από την αξιολόγηση του αρχείου χρήστες μπορούν να εκφράσουν την γνώμη τους και άρα υπάρχει μια πιο αντικειμενική άποψη για την αξιοπιστία • Επίσης αρχεία αμφιβόλου ποιότητας και προέλευσης μπορεί να γίνουν banned από τους διαχειριστές των trackers • To ΚαΖαΑδεν διαθέτει τέτοιου είδους αξιοπιστία

21. Συμπεράσματα • Τα αποτελέσματα της αξιολόγησης και σύγκρισης των δύο συστημάτων φαίνονται στον παρακάτω πίνακα:

22. Η τελική επιλογή… είναι στη διακριτική ευχέρεια του χρήστη ανάλογα με τις ανάγκες και τις προτιμήσεις του

23. References [1] http://www.bittorrent.com [2] http://www.kazaa.com [3] http://isohunt.com [4] Kazaa vs LimeWirehttp://www.cdrinfo.com/Sections/Reviews/Specific.aspx?ArticleId=15064&PageId=1 [5] 500+ bitTorrent sites: http://home.quicknet.nl/qn/prive/romeria/bittorrentsites.htm [6] Jian Liang, Rakesh Kumar, Keith W. Ross, The KaZaA Overlay: A Measurement Study, September 15, 2004 [7] Dissecting BitTorrent: Five Months in a Torrent’s Lifetime, M. Izal, G. Urvoy-Keller, E.W. Biersack, P.A. Felber, A. Al Hamra, L. Garc´es-Erice,2004