Qualität von P2P-System- und Dokumenten-Management
Final Report Abstract
Wir untersuchten das Qualitätsmerkmal Effizienz in Peer-to-Peer-Systemen (P2P-Systemen). Effizienz von P2P-Systemen ist definiert als das Verhältnis von Leistung und den dafür notwendigen Kosten. Zur Verbesserung der Effizienz gilt es also auf unterschiedlichen Ebenen in einem P2P-System die Ressourcen optimiert nach bestimmten Kriterien zu nutzen. Unter einem P2P-System verstehen wir die Gesamtheit aller Peers, die dieselbe P2P-Anwendung betreiben und in dem dafür aufgebauten Overlay-Netzwerk miteinander interagieren. Wir betrachteten in diesem Teilprojekt die Ressourcennutzung auf drei unterschiedlichen Ebenen: auf der Ebene der Ressourcen eines Peers, der angebotenen Dienste im Overlay und der Netzinfrastruktur, auf den P2P-Netz logisch aufbauen. Auf Peer-Ebene werden gerätespezifische Ressourcen wie Rechenzeit, Speicher und Bandbreite untersucht. Wir erstellten eine umfangreiche Taxonomie zu Scheduling- und Warteschlangenverwaltungsmechanismen und untersuchten die Charakteristika von P2P-Overlay-Datenflüssen. Basierend auf den gewonnen Erkenntnisse stellten wir mit HiPNOS.KOM einen Mechanismus vor, der beliebigem Overlay-Verkehr Dienstgüte nach vorgegebenen Verlust- und Latenzgewichtungen bietet. So konnten wir HiPNOS.KOM einsetzen für die priorisierte Behandlung von Notrufen in P2P-Netzen. Auf Ebene des P2P-Netzwerks stehen für eine zu erfüllende Aufgabe oft mehrere anbietende Peers zur Verfügung, die heterogene Fähigkeiten mitbringen. Auch hier lässt sich die Auswahl optimieren. Wir beschrieben welche Kapazitäten in einem P2P-Netzwerk von Peers angeboten werden können und wie die Ressourcenallokation fair aber unter Berücksichtigung der Heterogenität der Peers erfüllt werden kann. Wir nutzten eine verteilte Entscheidungsinstanz zum Zuweisen von Aufgaben im Netzwerk und konnten sowohl hinsichtlich Peer-spezifischer Metriken als auch hinsichtlich systemweiter Metriken das System optimieren. Ferner untersuchten wir, wie eine solche Instanz auch für das Erfüllen von Langzeit-Dienstgütevereinbarungen genutzt werden kann. Auf der Ebene des Internets untersuchten wir, wie die Nachbarschaftswahl in P2P- Netzwerken das darunter liegende Netzwerk beeinflusst und davon beeinflusst werden kann. Wir stellten ein Verfahren vor, das Internetanbietern hilft Kosten zu senken, indem Kommunikationspartner im P2P-Netzwerk aus demselben Internetanbieternetz bevorzugt werden. Wir haben sowohl für die Peer-Ebene, als auch für die Overlay- und Internet-Ebene Mechanismen entwickelt, die hinsichtlich einer oder mehrerer Optimierungsziele Dienstgüte erbringen. Um das Ziel zur allgemeinen Effizienzsteigerung zu erfüllen sind zwei Punkte notwendig. Erstens, das Wissen über die vorhandenen Ressourcen auf der jeweiligen Ebene, die für eine bestimmte Aufgabe herangezogen werden können. Zweitens, das Wissen um eine Auswahl an Optimierungszielen und deren Bewertung im Kontext der Situation des Systems. Für eine systematische Kontrolle und Verbesserung der Effizienz von P2P-Systemen ist eine Einschätzung der Systemsituation, deren Bewertung und eine abgeleitete Systemstrategie notwendig, die lokal von den Peers umgesetzt wird. Wir stellten mit SkyEye.KOM eine erste leichtgewichtige Architektur vor, die in DHTs Statistiken über das System und Kapazitäts-Informationen über die Peers im Netzwerk sammelt. Diese statistischen Informationen könnten verteilt ausgewertet und zur Selbstoptimierung des Systems genutzt werden. Die Entwicklung eines dezentralen System-Managements mit Selbstüberwachungsund -optimierungsfunktionen ist damit die zentrale Voraussetzung für eine neue Generation effizienterer P2P-Netze (als ein Spezialfall verteilter autonomer Netzwerke).
