GT P2P
Grupo de Trabalho em Computação
Colaborativa – Fase 2
http://www.gprt.ufpe.br/gtp2p
Djamel F. H. Sadok,
Carlos A. Kamienski, Antonio A. Loureiro, Joseane F. Fidalgo,
Ramide A. S. Dantas, Guthemberg Silvestre, Isabela Siqueira,
Luciana P. Oliveira, Gabriel F. de Almeida, Auristela Silva,
Clodoaldo da S. Gouveia Júnior, Hermano J. T. Moura Filho.
GPRT
Roteiro
z
z
z
z
z
z
z
z
Objetivos
A plataforma X-Peer
Robustez: Replicação
Aplicações para o X-Peer
Avaliação de Desempenho
Análise de Tráfego
Do GT-P2P ao GT-P2P Fase 2
Considerações Finais
2
Objetivos Principais
z
Aperfeiçoar o Middleware X-Peer
z
z
z
Suporte a Aplicações Móveis
z
z
Adicionar suporte
z Monitoramento
z Gerenciamento
Tratar com eficácia requisitos não funcionais
z Tempo de resposta
z Consumo de memória
XatMobile
P2P X VoIP
z
z
z
Fronteira entre P2P e Voz sobre IP (VoIP)
Viabilidade de aplicações de VoIP utilizando a infra-estrutura P2P
XVoice
3
X-Peer
z
z
Middleware para a construção de aplicações P2P
Modelo híbrido estruturado
z
z
Super-nós
Comunicação através de rede estruturada baseada em DHT
Escalabilidade e Robustez
Flexibilidade via configuração
z
z
z
Totalmente centralizado com um nó X-Peer
z
z
Totalmente descentralizado com um nó X-Peer por cliente
z
z
Napster
Freenet
Híbrido com um número intermediário de nós X-Peer
z
KaZaA
4
Arquitetura Distribuída
X-Peer
DHT
X-Peer
X-Peer
Socket/TCP
Aplicações P2P
Comunicação P2P
Aplicações P2P
5
Infra estrutura
Núcleo
Communication
DHT
Deliver
Remove
Search
Scope
Get
Post
Leave
Join
Register
Serviços
Arquitetura
XPeer Core
Storage
6
Funcionamento
DHTGet
DHTPut
<Nome>
Post
<Nome>
Nome
<Nome>
DHTRet
<nome>
<senha>
Return
Get
<nome>
<Senha>
Usuário: João
<nome>
DHTPut
<senha>
Senha
DHTGet
DHTRet
<Senha>
Inacessível
Usuário: Luciana
Xpeer
Dados
PoP
7
Replicação
z
Considerações
z
z
z
z
Estrutura em anel
Notificação da presença de novatos aos nós vizinhos
Nós armazenam referências aos vizinhos
Mensagens de “echo” entre vizinhos
z
z
z
Inativo
Atualização de tabelas
Vizinhos de um nó figuram como seus substitutos
naturais
8
Replicação
z
Nível de replicação
z
z
z
Nós anteriores e posteriores com cópias de informações
São capazes de substituir o nó responsável pela chave
Trade-off: Desempenho e Perda de Informações
9
Aplicações Desenvolvidas
z
XBall
z
z
XBrain
z
z
z
Mensagens instantâneas entre desktops
XatMobile
z
z
Aplicação de educação à distância
Colaboradores (professor) e participantes (aluno)
Xat
z
z
Jogo da velha
Mensagens instantâneas entre dispositivos móveis
XVoice
z
Aplicação de VoIP
10
Desempenho do X-Peer - Evolução
z
Ambiente de testes
z
z
z
X-Peer e clientes executando em uma máquina
Aplicação para simular usuários em paralelo
As ações de um usuário compõem uma requisição
z
z
z
z
z
z
z
z
Conexão ao X-Peer
Registro do usuário em uma aplicação (Register)
Entrada do usuário na rede da aplicação (Join)
Postagem de informações (Post)
Obtenção de informações (Get)
Busca por informações (Search)
Saída do usuário da rede da aplicação (Leave)
Desconexão ao X-Peer
11
Desempenho do X-Peer - Evolução
z
Ambiente de testes
z
As ações de postagem (posts), obtenção (gets) e
busca (searches) de informações
z
z
z
Várias repetições, aleatoriamente alternadas
O campo utilizado é baseado na aplicação XBrain
Os valores a serem postados e a chave para busca
são obtidos aleatoriamente
12
Desempenho do X-Peer - Evolução
z
Parâmetros de teste:
z
z
z
z
z
z
z
z
z
Número de usuários (40)
Número de aplicações (5)
Tempo entre posts, gets e searches subseqüentes (10 ms)
Tempo entre requisições (100 ms)
Número de posts, gets e searches (5)
Número de valores distintos (200)
Cada experimento foi repetido 33 vezes
Intervalos de confiança ao nível de 95%
Antes de cada experimento, o X-Peer é reiniciado e os
seus arquivos de dados apagados
13
Resultados
z
Testes com os valores fixos
Métrica
Antes
Depois
Conexões abertas
664,78 ± 42,78
48,70 ± 1,88
Registro
4,47 ± 0,25 s
0,54 ± 0,13 s
Join
3,74 ± 0,25 s
0,53 ± 0,14 s
Post
0,57 ± 0,04 s
0,19 ± 0,05 s
Get
0,63 ± 0,05 s
0,20 ± 0,05 s
Search
0,59 ± 0,05 s
0,20 ± 0,05 s
Leave
0,43 ± 0,04 s
0,11 ± 0,03 s
Tempo total
10,44 ± 0,52 s
1,78 ± 0,41 s
14
Teste 1 – Variando usuários
Número de conexões
15
Teste 1 – Variando usuários
Tempo médio
16
Análise de Tráfego
z
Objetivos
z
z
z
Observar carga útil dos pacotes para uma rede
acadêmica (PoP-PE da RNP)
Disponibilizar ferramentas de suporte à medição e
análise de tráfego
Metodologia de Coleta e Análise
z
z
Fluxos
Seqüência unidirecional de pacotes
z
z
z
IP origem e destino, porta origem e destino, protocolo
Captura de pacotes
Produção de fluxos de dados
17
Metodologia de Coleta e Análise
z
Captura de pacotes
z
Instalação e configuração de equipamentos
necessários para coleta de pacotes
z
z
z
z
Comutador (switch) com portas Fast Ethernet e
capacidade de espelhamento de portas
Microcomputador com sistema operacional UNIX-like
Software tcpdump para coleta de pacotes em modo
promíscuo
Captura seletiva de pacotes
z
Pacotes do tipo IP e os seus 500 bytes iniciais de
dados de cada pacote
18
Metodologia de Coleta e Análise
z
Captura de pacotes
PoP-RJ
PoP-PE
Comutador
UFPE, UFRPE,
CEFET-PE, POLI,
Pop-Tefé, etc
Enlace PDH RJ-PE (34Mbps)
Espelhamento
do tráfego
Coleta do
tráfego
19
Metodologia de Coleta e Análise
z
Produção de fluxos de dados
z
z
Leitura e processamento das informações de tráfego
coletado
Uso do Analyser-PX
z
Ferramenta desenvolvida pelo GT-P2P
ƒ
z
z
z
inclui como componente a biblioteca libpcap
Contém assinaturas de várias aplicações P2P
Caracterização do tráfego P2P a partir da carga útil
do pacote
Produção de fluxos
20
Metodologia de Coleta e Análise
z
Produção de fluxos de dados
TCPDUMP
Captura
Pacotes
Armazenamento
Analyser-PX
Leitura
Fluxos
Produção
Tráfego
21
Metodologia de Coleta e Análise
z
Aplicações P2P consideradas
z
z
z
z
z
eDonkey, KaZaA, BitTorrent
Gnutella, Soulseek, Appleljuice
Direct Connect, Earth
Ares, Mp2p, OpenNap
Período de captura
z
Captura estável
z
z
Desde setembro de 2004
Analyser-PX com todas as características atuais
z
Desde novembro de 2004
22
Resultado da Análise de Tráfego
z
Volume de Tráfego por Aplicação
eDonkey
Bittorrent
Kazaa
outros P2P
Não P2P
39%
43%
2% 4%
12%
23
Resultado da Análise de Tráfego
z
Volume de tráfego:série temporal
Volume
Volumede
de Trafego
Tráfego (GB)
(GB)
Total
Total P2P
eDonkey
Bittorrent
Kazaa
Outros P2P
600
500
400
300
200
100
0
1
31
61
91
Dia
121
24
Resultado da Análise de Tráfego
z
Tráfego de Entrada
Volume
Trafego(GB)
(GB)
Volume
dede
Tráfego
250
Total
P2P
200
150
100
50
0
1
31
61
91
121
Dia
25
Resultados da Análise de Tráfego
z
Tráfego de Saída
Volume
Trafedode
deTráfego
Trafego(GB)
(GB)
400
350
Total
300
P2P
250
200
150
100
50
0
1
31
61
91
121
Dia
26
Do GT-P2P ao GT-P2P Fase 2
z
Plataforma X-Peer
z
z
z
z
z
Robustez: correção de bugs e adição de novas
características
Replicação: garante estabilidade e confiança
XWI: aplicação Web (JSP) para gerenciamento de
aplicações e usuários
Avaliação de desempenho
Substituição dos serviços X-Peer em XML por
protocolo baseado em bytes
27
Do GT-P2P ao GT-P2P Fase 2
z
Aplicações
z
XatMobile
z
z
O desenvolvimento do XatMobile foi fundamental para
a detecção de problemas de desempenho do X-Peer
Permite avaliações com redes sem fio
ƒ
ƒ
z
WLAN, Bluetooth, GPRS, EDGE
Estão sendo realizadas
XVoice
z
z
Aplicação de VoIP
Objetivo: mostrar a viabilidade da plataforma X-Peer
para suportar aplicações de redes convergentes
28
Do GT-P2P ao GT-P2P Fase 2
z
Avaliação de tráfego
z
z
Estabilidade do Analyser-PX
+/- 5 meses de coleta de tráfego
z
z
z
11 aplicações P2P consideradas
z
z
z
Fluxos estão armazenados (dados históricos)
No ano anterior, foi apresentada uma prévia com seis
(6) dias de coleta
No ano anterior, somente duas aplicações identificadas
Identificação de tráfego de entrada e saída
Início da geração de saída gráfica para os dados do
Analyser-PX
z
Estudo das melhores alternativas
29
Considerações Finais
z
O X-Peer atualmente está estável
z
z
z
Aplicações
z
z
O GT P2P tem interesse em continuar o desenvolvimento de
aplicações avançadas, principalmente para redes
convergentes
Análise de tráfego
z
z
Módulo cliente está disponível para a comunidade
O GT P2P tem interesse em testar aplicações que
efetivamente atendam demandas da comunidade
Uso para outras finalidades (ex: DoS, Cache,..)
Continuidade
z
z
O GT P2P tem interesse em continuar o desenvolvimento da
plataforma X-Peer
O GT P2P tem interesse em estabelecer novas parcerias
30
Visite o stand e leve um CD
do X-Peer e APIs
GT P2P
Grupo de Trabalho em Computação
Colaborativa – Fase 2
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Djamel F. H. Sadok,
Carlos A. Kamienski, Antonio A. Loureiro, Joseane F. Fidalgo,
Ramide A. S. Dantas, Guthemberg Silvestre, Isabela Siqueira,
Luciana P. Oliveira, Gabriel F. de Almeida, Auristela Silva,
Clodoaldo da S. Gouveia Júnior, Hermano J. T. Moura Filho.
GPRT