[네트워크이론] 2.5 P2P 파일 분배

(Computer Networking a top-down Approach 책의 내용입니다)

• 항상 on인 서버가 필수 x
• 임의의 end system간의 통신
• 다른 피어에게 서비스를 요청하기도 하고, 다른 피어에게 대가로 서비스를 제공하기도 함
  • self scalability : 새 피어의 추가는 서비스 capacity를 증가시키고 서비스 demands를 증가시킴
• 피어끼리 간헐적으로 연결되고 IP 주소도 바뀔 수 있음 -> 관리의 어려움
• examples :
  • P2P file sharing (BitTorrent)
  • Streaming (KanKan)
  • VoIP (Skype)

Clinet-Server vs. P2P

• 가정
  • 파일 크기 : $F$
  • 서버의 업로드 속도 : $u_{s}$
  • 클라이언트의 업로드 속도/다운로드 속도 : $u_{i}$, $d_{i}$
• 클라이언트-서버 구조에서 파일 하나를 $N$ 클라이언트 모두에게 배포하는데 걸리는 시간 $D_{C-S}$
  • $d_{min} =$ min client download rate
  • $$D_{C-S} \geq \max \left { NF/u_{s} , F/d_{min} \right } $$
• P2P 구조에서 파일 하나를 $N$ 클라이언트 모두에게 배포하는데 걸리는 시간 $D_{P2P}$
  • $$ D_{P2P} \geq \max \left { F/u_{s} , F/d_{min} , NF / (u_{s} + \Sigma u_{i}) \right }$$
  • $NF/(u_{s} + \Sigma u_{i})$ 에서 $N$이 커지면 $\Sigma u_{i}$ 도 커짐으로 어느정도 상쇄

    BitTorrent

• 파일을 256Kb 청크로 분할
• torrent : 파일 청크를 교환하는 피어 그룹
• tracker : torrent에 참여하는 피어를 트래킹하는 노드
• 토렌트 안의 피어들이 청크를 수신/송신
• 갓 참여하게 되는 피어
  • 당장은 청크를 갖고 있지 않지만 시간이 지남에 따라 다른 피어들로부터 받아서 축적하게 됨
  • 트랙커에서 피어 목록을 받아서 일부에 연결하게 됨 ("neighbors")
• 각 피어는 다운로드와 동시에 다른 피어에게 청크를 업로드한다.
• 청크 요청 :
  • 서로 다른 피어는 청크의 서로 다른 부분을 보유
  • 하나의 피어는 주기적으로 다른 피어에게 그들이 가지고 있는 청크 목록을 요청
  • 하나의 피어는 자신이 가지고 있지 않은 청크를 요청(가장 희소한 것부터)
• 청크 보내기 (Tit-for-tat) :
  • 하나의 피어는 자신에게 가장 높은 속도로 보내주고 있는 피어 넷에게 청크를 보내준다.
    • 나머지 피어에게는 보내지 않는다
    • 매 10초마다 top4를 재평가
  • 매 30초마다 나머지 피어 중 하나를 선택해서 청크를 보낸다
    • "optimistically unchoke"
    • 해당 피어가 top4 안에 들게 될 수도 있음
    • ex)
      • 1) A가 B를 "optimistically unchoke"
      • 2) A가 B의 top4 providers가 됨 -> B가 보은
      • 3) B가 A의 top4 providers가 됨