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Topology Construction in Layered P2P Live Streaming Networks

This paper presents a novel Multi-Agent-Based (MAB) architecture for constructing topology in P2P live streaming networks. The MAB architecture optimizes the distribution tree, maximizing average bandwidth and scalability while considering only upload bandwidth. Evaluation results demonstrate enhanced performance in terms of scalability and robustness. Future work includes exploring new metrics for multi-objective optimization.

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Topology Construction in Layered P2P Live Streaming Networks

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Presentation Transcript

  1. On Topology Construction in Layered P2P Live Streaming Networks Construção de topologia em redes P2P baseadas em camadas para streaming ao vivo Runzhi Li[1], Qishi Wu[2], Yunyue Lin[2], Xukang Lu[2], Zongmin Wang[3] [1] College of Info Engineering, Zhengzhou University, China • [2] Dept. of Computer Science, University of Memphis, USA [3] Henan Prov. Key Lab on Info Network, Zhengzhou University, China NOMS 2010 Apresentado por: Fernando H Gielow

  2. Roteiro • Introdução • Trabalhos relacionados • Problema tratado • Solução proposta • Arquitetura • Formação da árvore de distribuição • Exemplificação de formação da árvore • Avaliação de desempenho • Conclusão • Análise do artigo

  3. Introdução • Distribuição de conteúdo multimídia • Modelo cliente-servidor não funciona • Diversos requisitos • Baixa latência, alta banda de transmissão • Necessidade de diferentes topologias e arquiteturas

  4. Introdução • Redes P2P • Escaláveis • Eficientes para compartilhamento de recursos • Menos overhead centralizado • Redes P2P baseadas em árvore • Distribuição de conteúdo de pai para filho • Como construir a topologia?

  5. Trabalhos relacionados • 3 arquiteturas gerais • Mecanismo tree-push(ZigZag, NICE) • peers recebem dados e reenviam para filhos • Mecanismo mesh-pull (CoolStreaming) • peers requisitam chunks de dados • Mecanismo híbrido (Anysee, AHLSS) • Divisão entre peers e superpeers; • tree-push em superpeers e mesh-pull em peers

  6. Problema tratado • Construção de topologia • Árvores de superpeers • Árvore geradora de máxima banda média • Maximização de throughput para o conteúdo • Latência não é um problema

  7. Solução proposta: MAB Arquitetura

  8. Solução proposta: MAB Arquitetura • BootStrap: controle centralizado

  9. Solução proposta: MAB Arquitetura • CHannel source peers: fontes do conteúdo multimídia

  10. Solução proposta: MAB Arquitetura • Super peers: árvore de encaminhamento do conteúdo

  11. Solução proposta: MAB Arquitetura • Normal peers: recebem o conteúdo multimídia; podem enviar chunks a outros peers

  12. Solução proposta: MAB Formação da árvore de distribuição • Árvore geradora de máxima banda média • Considera-se apenas banda de upload • Funcionamento heurístico

  13. Solução proposta: MAB Formação da árvore de distribuição

  14. Solução proposta: MAB Formação da árvore de distribuição para cada vizinho, qual seria a banda máxima que sairia dele? MIN(throughput que chega, upload dividido entre filhos) peer vizinho de maior throughput total cálculo do throughput total que um caminho guloso teria a partir deste vizinho

  15. Solução proposta: MAB Exemplo de formação da árvore de distribuição 10 7 3 4 2

  16. Solução proposta: MAB Exemplo de formação da árvore de distribuição Raiz 10 7 3 4 2

  17. Solução proposta: MAB Exemplo de formação da árvore de distribuição 10 min(7+3+4, 10/1) = 10 7 3 4 2

  18. Solução proposta: MAB Exemplo de formação da árvore de distribuição 10 min(3+4, 10/1) = 7 min(7+3+4, 10/1) = 10 7 3 4 2

  19. Solução proposta: MAB Exemplo de formação da árvore de distribuição 10 7 3 4 2

  20. Solução proposta: MAB Exemplo de formação da árvore de distribuição 10 min(3+4, 10/2) = 5 7 3 4 2

  21. Solução proposta: MAB Exemplo de formação da árvore de distribuição 10 min(3+4, 10/2) = 5 7 3 4 min(3+4, 7/1) = 7 2

  22. Solução proposta: MAB Exemplo de formação da árvore de distribuição 10 min(3+4, 10/2) = 5 7 3 4 min(3+4, 7/1) = 7 min(2+3+4, 7/1) = 7 2

  23. Solução proposta: MAB Exemplo de formação da árvore de distribuição 10 7 3 4 2

  24. Solução proposta: MAB Exemplo de formação da árvore de distribuição 10

  25. Solução proposta: MAB Exemplo de formação da árvore de distribuição 10 10 7 7 3 4 2 3 2 4

  26. Avaliação de desempenho Cenários • Experimentação • Testbed de 20 máquinas • Streaming de 500 Kbps • Tx. upload aleatória entre 200 e 800 Kbps • Simulação • Topologia aleatória • Tx. upload aleatória entre 0 e 32767 Kbps • Número de nós entre 20 e 200, 20 a 20 • Número de links entre 60 e 600, 60 a 60

  27. Avaliação de desempenho Resultados

  28. Avaliação de desempenho Resultados

  29. Avaliação de desempenho Resultados

  30. Avaliação de desempenho Resultados

  31. C Conclusão • Foi proposta uma arquitetura e uma árvore geradora que maximiza a banda média • Resultados demonstram melhor escalabilidade e robustez • Trabalhos futuros envolvem considerar novas métricas em uma otimização multi-objetivos

  32. C Análise do artigo • Algumas partes perdem o foco • Prova superficial que o problema é NP-completo – pra quê? • Algoritmo guloso apresentado antes do MAB • Protocolo DC não apresentado • Algumas figuras não são bem explicadas (Figuras 4, 5, 6) • Parâmetros diferentes para simulação e experimentação

  33. C Análise do artigo • Análise experimental de performance apresenta poucos resultados • Qual a divisão em superpeers e peers? • Considera-se “throughput total” a soma das bandas • Afeta o funcionamento do algoritmo • Afeta a análise de desempenho

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