Post on 21-Mar-2017
ALMA MATER STUDIORUM – UNIVERSITÀ DI BOLOGNA
Gestione Dinamica del Piazzamentodi User-generated Content in Reti Ibride Fisse/Mobili
CANDIDATOMatteo Lelli
RELATOREChiar.mo Prof. Ing. Paolo
Bellavista
CORRELATOREDott. Ing. Carlo Giannelli
Anno Accademico 2012/2013Sessione II
Reti Spontanee
• Reti dinamiche e collaborative che coinvolgono interfacce wireless eterogenee e percorsi multi-hop relativamente brevi
• Interazione spontanea di dispositivi sia mobili che fissi, tipicamente amministrati da un piccolo numero di utenti interagenti socialmente
Reti Spontanee Federate
• Più reti spontanee distinte possono essere federate attraverso Internet
• Sono accessibili servizi remoti risiedenti su una rete spontanea differente da quella del richiedente
Real Ad-hoc Multi-hop Peer-to-peer
Architettura a due livelli
• Service layer: supporta servizi Peer-to-Peer attraverso utilità di registrazione, advertising e discovery
• Core layer: offre astrazioni per comunicazioni end-to-end sia unicast che broadcast
Servizio di File Sharing
B
C
A
D
FileSharing Client
FileSharing Client
FileSharing Service
FileSharing Service
UMTS
Servizio di File Sharing
B
C
A
D
FileSharing Client
FileSharing Client
FileSharing Service
FileSharing Service
UMTS
• Reti molto estese: traffico su nodi intermedi
Servizio di File Sharing
B
C
A
D
FileSharing Client
FileSharing Client
FileSharing Service
FileSharing Service
UMTS
XX
• Reti molto estese: traffico su nodi intermedi• Nodi mobili: indisponibilità del servizio
B
C
A
D
FileSharing Client
FileSharing Client
FileSharing Service
FileSharing Service
UMTS
Servizio di File Sharing
• Reti molto estese: traffico su nodi intermedi• Nodi mobili: indisponibilità del servizio• Collegamenti via rete cellulare: banda limitata
Passive/Active Caching
Nuovo servizio cache che:• effettua cache passiva dei file
passanti (attuando apposite politiche di placement e replacement)
• risponde attivamente a richieste di file conservati nella cache tramite meccanismo di redirect
Politica di placement di default• Casi banali: possiedo già il file o file
più grande della cache NO CACHE• Burst: occorrenze del file negli ultimi
burstTimeThreshold minuti inferiori a burstOccurrences CACHE
• Nuovo contenuto: occorrenze totali del file minori di firstTimesNotToCache NO CACHE
Politica di placement di default
• Ultimi slice crescenti dell’istogramma di popolarità sono maggiori uguali di lastIncInARowThreshold CACHE
• Valore dell’ultimo slice maggiore del valore massimo – tolerancePercentageThreshold % CACHE
0
2
4
6
8
10
12
14
PopolaritàPolinomiale
Tempo
Occ
orre
nze
(#)
Politica di replacement di default
Politica ibrida:• algoritmo LFU (Least Frequently
Used) su un periodo di tempo limitato
• a parità di frequenza, algoritmo LRU (Least Recently Used) su tutta la storia del traffico
UMTS
B
C
A
D
FileSharing Client
FileSharing Client
FileSharing Service
FileSharing Service
FileSharing CacheServiceFileSharing
CacheService
Servizio di cache attiva e redirect
1. Federazione di reti spontanee
UMTS
B
C
A
D
FileSharing Client
FileSharing Client
FileSharing Service
FileSharing Service
FileSharing CacheServiceFileSharing
CacheService
1
2
Servizio di cache attiva e redirect
2. Richiesta file
1. Federazione di reti spontanee
UMTS
B
C
A
D
FileSharing Client
FileSharing Client
FileSharing Service
FileSharing Service
FileSharing CacheServiceFileSharing
CacheService
3
4
5
6
Servizio di cache attiva e redirect
3. Redirect2. Richiesta file
1. Federazione di reti spontanee
UMTS
B
C
A
D
FileSharing Client
FileSharing Client
FileSharing Service
FileSharing Service
FileSharing CacheServiceFileSharing
CacheService
10
98
7
Servizio di cache attiva e redirect
4a. Hit3. Redirect2. Richiesta file
1. Federazione di reti spontanee
UMTS
B
C
A
D
FileSharing Client
FileSharing Client
FileSharing Service
FileSharing Service
FileSharing CacheServiceFileSharing
CacheService
Servizio di cache attiva e redirect
4b. Invio file4a. Hit3. Redirect2. Richiesta file
1. Federazione di reti spontanee
File Sharing Content Replacer• FSCacheManager: gestore
della cache• FSPlacementStrategy:
strategia di placement• FSReplacementStrategy:
strategia di replacement• CachedFiles:
memorizzazione file• FSPacketListener: monitora
i pacchetti passanti per il nodo
• FSCacheService: servizio di cache attivaRAMP
packet packet
FileSharingCacheService
FileSharingPacket
Listener
FileSharingCache
Manager
FileSharingPlacement
Strategy
FileSharingReplacement
Strategy
CachedFiles
Scenari dei test sperimentali• Test cache passiva
IEEE 802.3 (Ethernet)IEEE 802.3 (Ethernet)
AA BB CC
FileSharingServiceFileSharingServiceFileSharingCacheServiceFileSharingCacheServiceFileSharingClientFileSharingClient
IEEE 802.11 (WiFi)IEEE 802.11 (WiFi)
100 Mbit/s100 Mbit/sMax 54 Mbit/sMax 54 Mbit/s
• Test cache attivaAA
FileSharingCacheServiceFileSharing
CacheService
BB
FileSharingClientFileSharingClient
IEEE 802.3 (Ethernet)IEEE 802.3 (Ethernet)
ERN ManagerERN Manager
IEEE 802.11 (WiFi)IEEE 802.11 (WiFi)
GSM/EDGE
CC DD
FileSharingServerFileSharingServer
473,6 Kbit/s473,6 Kbit/s
Max 54 Mbit/sMax 54 Mbit/s100 Mbit/s100 Mbit/s
Risultati test cache passiva
1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112131415161718192021222324250
0.02
0.04
0.06
0.08
0.1
0.12
0.14
0.16No cacheCache
Numero richiesta
Tem
po d
i lat
enza
(s)
File leggero (5,2 KB)Media latenza senza cache 0,0722 sMedia latenza con cache 0,0463 sGuadagno sulla latenza 35,79%
Byte trasmessi senza cache ≈ 132 KBByte trasmessi con cache ≈ 21 KB
Guadagno sui byte trasmessi 84,09%
File pesante (7,8 MB)Media latenza senza cache 6,759 sMedia latenza con cache 3,233 sGuadagno sulla latenza 52,16%
Byte trasmessi senza cache ≈ 196 MBByte trasmessi con cache ≈ 31 MB
Guadagno sui byte trasmessi 84,18%1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011 1213 1415 16171819 2021 222324 25
000
001
002
003
004
005
006
007
008
No cacheCache
Numero richiesta
Tem
po d
i lat
enza
(s)
Guadagno massimo: 52,16 % di latenza e 84,18% sui byte trasmessi
Risultati test cache attiva
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 250
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
No cacheCache
Numero richiesta
Tem
po d
i lat
enza
(s)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150
20
40
60
80
100
120
140
No CacheCache
Numero richiesta
Tem
po d
i lat
enza
(s)
File leggero (5,2 KB)Media latenza senza cache 2,969 sMedia latenza con cache 1,731 sGuadagno sulla latenza 41,71%
Byte trasmessi senza cache ≈ 132 KBByte trasmessi con cache ≈ 1 KB
Guadagno sui byte trasmessi 99,24%
File pesante (718 KB)Media latenza senza cache 98,353 sMedia latenza con cache 1,282 sGuadagno sulla latenza 98,70%
Byte trasmessi senza cache ≈ 196 MBByte trasmessi con cache ≈ 1 KB
Guadagno sui byte trasmessi 99,99%
Guadagno massimo: 98,70 % di latenza e 99,99% sui byte trasmessi
Conclusioni e sviluppi futuri• Monitoraggio del traffico di File Sharing• Nuovo servizio di cache sia passiva che attiva• Politiche di placement e replacement di default adattate
al contesto di reti ibride fisse/mobili
Sviluppi futuri:• Cooperazione tra servizi di cache per ottenere maggiore
visibilità globale del traffico• Politiche di placement e replacement più articolate
(differenziazione file in base al contenuto oppure all’identità del proprietario)