معماری Xpeer

1. دانشگاه تهران دانشکده فنی اشکان ناصری مهدی سرمدی معماری Xpeer

2. مقدمه • معماری توزيع شده • معماری مشتری – خدمتگذار • مزايا و معايب • معرفی روش Xpeer

3. مشکلات سیستم های مشتری خدمتگذار • نیاز به کاربران مطلع • مشکل بودن پویایی

4. معایب سیستم های توزیع شده • مشکل بودن در مدیریت داده های پویا • مشکل کاربران پویا

5. معرفی سیستم های Open-ended • در این روشPeer ها کاملا مستقل هستند بدین معنی که می توانند داده هایی را که می خواهند به اشتراک بگذارند را کنترل کنند بدون اینکه اتصال به شبکه برای اینPeer محدودیت ایجاد کند و همچنین یکPeer آزاد است که در هر زمان که می خواهد به شبکه وصل و یا از آن جدا شود. در واقع می توان این گونه سیستم ها را مجموعه ای ازPeer ها که قابلیت کم و زیاد شدن دارند در نظر گرفت.

6. نیاز های یک سیستم Open ended • کنترل تغیررات داده ها در هر نود • کنترل ورود و خروج کاربران • ایجاد تغییرات لازم در Index های ایجاد شده برای پاسخ به پرسشها

7. معرفی روش Xpeer • سیستم پایگاه داده برای XML P2P • سیستمی برای مدیریت داده های توزیع شده • عدم وجود محدودیت برای داده های کاربران • آزادی کاربران در به اشتراک گذاشتن داده ها • آزادی کابران در اتصال و قطع ارتباط با شبکه • عدم وجود Global Schema

8. مزایا و معایب XPeer • عدم نیاز به سیستم مدیریت کلی • کاربرد محدود

9. Hybrid P2P • Xpeer از روش Hybrid P2P به عنوان پایه اصلی طراحی استفاده می کند • هر نود خود بخشی از وظایف مدیریتی را به عهده می گیرد • تعریف Super Peer به عنوان نودی که برخی وظایف مدیریتی را برای نودهای زیرین انجام می دهد

10. موارد قابل استفاده Xpeer • این روش در مواردی پاسخ جستجو ها برای استفاده های مهم نباشند قابل استفاده است: • پاسخ های جستجو ها دقیق نیست • برای عملگر های آماری دقیق عمل نمی شود • به طور کلی این روش یک طراحی General Purpose است و می توان در سیستم های مختلف با ایجاد تغییرات لازم مورد استفاده قرار بگیرد

11. مدلسازی داده ها • مانند همه پایگاه داده های XML به صورت جنگلهای نامرتب از درخت های Lable دار مدل می شوند • هر درخت شامل دو مشخصه است • محل قرار گرفتن داده ها که با توجه به مسیر از ریشه بدست می آید • تازگی (Freshness) داده ها • برای پیاده سازی، یک متغیر Global تعریف می شود که به عنوان ساعت سیستم عمل می کند و داده ها برای مشخص کردن زمان تازگی از آن استفاده می کنند

12. شمای مدل داده ها

13. شبکه Peerها • Peerها داده های XML را در شبکه به اشتراک می گذارند و در نهایت روی این داده به جستجو می پردازند • ها یک فهرست از داده های موجود خود را به صورت یک درختواره از داده ها به نام Tree guide ایجاد می کنند و آن را منتشر می کنند • این راهنما به نوعی ایجاد می شود که با کمک روش های جستجو در درخت ها به سادگی قابل جستجو باشند • برگها در این درختواره شامل اطلاعات آماری در مورد بازه تغییرات داده هاست که به الگوریتم ها جستجو در هنگام جستجو کمک می کند

14. نمونه یک درختواره راهنما • نمونه یک درختواره راهنما برای داده های شکل قبل

15. دسته بندی Peer ها • در این روش نود ها دسته بندی می شوند تا جستجوی داده ها راحت تر شود • در داخل هر دسته حداقل یک Super Peer وجود خواهد شد که مسؤلیت مدیریت داده ها را به عهده دارد • یک روش خوب برای دسته بندی نود ها، دسته بندی بر حسب داده هاست

16. شبکه Super Peer ها • Super peerها وظیفه دنبال کردن تغییرات در شبکه، کنترل شما ها و بررسی و پاسخگویی جستجو ها را به عهده دارند • Superpeerها یک درخت از نودها ایجاد می کنند، هر نود در این درخت اطلاعات مربوط به شما نودهای زیرین خود را نگهداری می کند • Superpeer ها دو نوع اطلاع از نودهای زیرین خود نگهداری می کند: لیستی از شمای فرزندان آن نودها (Schema list) و دیگری اجتماع این شماها (Superpeer Schema) • لیست شماها در جستجوها مورد استفاده قرار می گیرند که با کمک آن میتوان به وجود یا عدم وجود داده ای از نوع مورد جستجو پی برد. در مقابل Superpeer schema برای ارایه به پدر این Superpeer مورد استفاده قرار می گیرد. با کمک این انتقال از فرزند به پدر دیگر نیازی به مدیرسیستم برای جمع آوری اطلاعات در سطوح بالاتر وجود ندارد و این کار به صورت خودکار توسط Superpeer ها انجام می شود

17. دسته ها و Super Peer ها • مجموعه دسته ها و Super Peerها

18. راه حلهای مشکل Overload در superpeer • در روش اول اینSuperpeer تلاش می کند که داده های خود را بهClusterها و گروه های دیگر منتقل کند(Network balancing) • در روش دیگر در صورتی که هنوز مشکل پابرجا باشدSuperpeer درخواست یکSuperpeer جدید از سیستم میکند و برخی از زیر شاخه های خود را به آن منتقل می کند(Network extension) • در صورتی که باز هم مشکل حل نشود را دیگر و نهایی جدا کردن برخی از نودهاست که با این روش هم می توان بار شبکه را کاهش داد(Peer de-gnoming)

19. مشکل UnderLoad در SuperPeer • مقداری از بارSuperpeerهای اطراف را درخواست می کند • اینSuperpeer نودهای زیر را رها می کند و خود را ازSuperpeer بودن خارج می کند

20. زبان مورد استفاده • زبان جستجو درXpeer استفاده ازFLWR که زیر مجموعه ای ازXquery است می باشد. • از آنجایی که داده ها در نودهای مختلف توزیع شده اند امکان مرتب سازی نتایج جستجو ها درXpeer وجود ندارد

21. پردازش جستجوها در Xpeer • جستجو هایFLWR به عبارات جبری ترجمه می شوند و در سیستم با توجه به روش اجتماع داده های همسان در سیستم اجرا می شوند • برای سرعت بخشیدن جستجو ها و همچنین کاهش بار نودها سیستم روش هایی را برای تکرار داده ها در نودهای دیگر و همچنین نگهداری(Caching) روش و نتایج جستجو های قبلی را به کار می برد. اجرای این روش ها می تواند در هر نود توسط کاربر متوقف شود

22. منابع • Carlo Sartiani, Paolo Manghi, Giorgio Ghelli, and Giovanni Conforti; “Xpeer: A Self-organizing XML P2P Database System”;1st International Workshop on Peer-to-peer Computing and Databases,Heraklion,Crete,March14th,2004;http://www.di.unipi.it/~manghi/XPeerWeb/homexpeer.htm • (Local Copy) • Giovanni Conforti, Giorgio Ghelli, Paolo Manghi, Carlo Sartiani ;”A Scalable XML P2P Query System “;In CIDR 2004, First Biennial Conference on Innovative Data Systems Research, Asilomar, CA, USA, January 5-8, 2004, 2004. • Wee Siong,Ng1 Beng Chin Ooi1 Kian-Lee,Tan1 Aoying Zhou;”PeerDB: A P2P-based System for Distributed Data Sharing”