“Pastry” Francisco Gamboa Herrera Tanya Pérez Herrera Taller de Redes 2010

Red de computadoras en la que todos o algunos aspectos funcionan sin clientes ni servidores fijos, sino una serie de nodos que se comportan como iguales entre sí. Las redes P2P permiten el intercambio directo de información, en cualquier formato, entre los ordenadores interconectados.

P2P estructurado, mantienen una estructura fuerte (en la mayoría de los casos, un anillo) Ej: Pastry P2P no estructurado, tipo grafo Ej: Napster, Gnutella y KaZaA

Características generales: Estructura de anillo Auto-organizable Balanceo de carga natural Nodos se identifican por nodeID: posición (rango 0 a 2^ ) Para N nodos, Pastry rutea en menos de log N pasos

Tabla de Estado de un nodo

Entrada de un nodo a la red Nodo necesita: Inicializar tabla de estado Informar de su presencia Conocer un nodo presente en la red Asumamos: Nodo nuevo -> nodeID = X Nodo conocido -> nodeID = A Nodo X pide a A que rutee un mensaje tipo “JOIN” con key = X. (Route(Join,X)) Supongamos que al rutear el mensaje se llega a un nodo Z. Respuesta al mensaje Join: Todos los nodos del camino desde A a Z envían sus tablas de estado a X. Una vez que el nodo X inicializa su tabla de estado, la envía a todos los nodos presentes en ella.

Inicialización tabla de estado Leaf-set: Nodo X utiliza como base el leaf-set del nodo Z, por ser el numéricamente más cercano a él. Routing table: Consideremos que X y A no comparten prefijos en común Entrada fila zero -> independiente de nodeID del nodo A 0 contiene un valor apropiado para X0 Supongamos que B es el primer nodo en el camino de A a Z B1 contiene un valor apropiado para X Neighborhood set: Dado que se asume que A es cercano a X Neighborhood de A inicializa Neighborhood de X

Salida de un nodo de la red La salida o falla de un nodo, se reconoce cuando la comunicación con él no puede establecerse. Los nodos vecinos (Neighborhood set) envían cada cierto tiempo un mensaje KEEP_ALIVE para saber si el nodo aún está en la red. Si no se puede establecer la comunicación se repara la tabla de estado del nodo que envió el mensaje. Pastry es curativo.

Reparación tabla de estado Reparar Leaf-set Reparar tabla de ruteo Reparar neighborhood-set

Búsqueda de datos Algoritmo de ruteo: Route(Message, clave K) El número de salto es igual al log(N), donde N es el numero total de nodos en el anillo. Si una gran cantidad de nodos hacen una misma consulta, éstas se van a repartir entre los nodos del leaf-set y y x x 0 Nodo Y rutea y encuentra el dato en X

Algoritmo de Ruteo

Almacenamiento de datos Se pasa el dato al nodo más cercano numéricamente al SHA("dato"). El nodo que recibe (la raíz), pasa a todos los nodos de su leaf-set una copia del dato. x x 0 SHA(“Superman”)=X X es raiz de Superman

Más propiedades! Caching: Cuando un nodo recibe muchas veces la misma petición, el dato se replica en los nodos más recurrentes antes de llegar al leaf-set. Este dato se mantiene en una especie de "memoria caché", en donde se va eliminando el dato menos recientemente utilizado. Diversity Routing: Si no encuentro una respuesta, pero se que el dato existe o quiero estar seguro de que no existe, intento rutear por otro nodo.

Resistencia a ataques: se pueden utilizar n niveles SHA, en donde se identificarán n leafsets que resguardarán copias del archivo o clave. El algoritmo SHA^n se define como: k_n = SHA^n = SHA(SHA(... n veces... (SHA("superman"))...) Para no sobrecargar al primer k, se utiliza un random al momento de elegir en que nivel se realizará la búsqueda Nodos maliciosos, se evitan con la técnica del “Diversity Routing”, pues es muy poco probable que al rutear desde otro nodo se use el mismo camino. El sistema puede funcionar bien siempre y cuando los nodos maliciosos no superen el 30% de la red.

Referencia Pastry: Scalable, decentralized object location and routing for large-scale peer-to-peer systems, Antony Rowstron1 and Peter Druschel

Fin