Global Scale WLAN Roaming : Architecture & Evaluation Ευστράτιος Γ. Δημόπουλος

2 Peer to Peer Wireless Network Confederation  Πλήρως κατανεμημένο σύστημα για διαμοιρασμό WLAN  Βασίζεται σε κίνητρα  Για να πάρει κάποιος υπηρεσία πρέπει να έχει συνεισφέρει υπηρεσία έμμεσα ή άμεσα στον πάροχο  Ταυτότητες : ιδιωτικά/ δημόσια κλειδιά  P2PWNC Peers – Ομάδες  Τουλάχιστον 1 AP (Συνεισφορά)  Τουλάχιστον 1 κινητός χρήστης (Κατανάλωση)  Εξυπηρετητής ομάδας  Αποθήκες αποδείξεων (ομάδας - πελάτη)  Πλήρως κατανεμημένο σύστημα για διαμοιρασμό WLAN  Βασίζεται σε κίνητρα  Για να πάρει κάποιος υπηρεσία πρέπει να έχει συνεισφέρει υπηρεσία έμμεσα ή άμεσα στον πάροχο  Ταυτότητες : ιδιωτικά/ δημόσια κλειδιά  P2PWNC Peers – Ομάδες  Τουλάχιστον 1 AP (Συνεισφορά)  Τουλάχιστον 1 κινητός χρήστης (Κατανάλωση)  Εξυπηρετητής ομάδας  Αποθήκες αποδείξεων (ομάδας - πελάτη)

3 P2PWNC Αλγόριθμοι  Bootstrap (Αυτοδύναμης εκκίνησης)  Gossiping  Φάση Ενημέρωσης  Φάση Συγχώνευσης  Reciprocity (Ανταποδοτικότητας)  Υπολογισμός Υποκειμενικής Μετρικής Φήμης (SRM)  Αλγόριθμοι MF – GMF  Bootstrap (Αυτοδύναμης εκκίνησης)  Gossiping  Φάση Ενημέρωσης  Φάση Συγχώνευσης  Reciprocity (Ανταποδοτικότητας)  Υπολογισμός Υποκειμενικής Μετρικής Φήμης (SRM)  Αλγόριθμοι MF – GMF

4 P2PWNC Αποδείξεις  Υπογράφονται από τον καταναλωτή μετά το τέλος ή/και κατά τη διάρκεια της συναλλαγής  Αποθηκεύονται στις αποθήκες αποδείξεων και σχηματίζουν έναν λογικό, κατευθυνόμενο γράφο  Υπογράφονται από τον καταναλωτή μετά το τέλος ή/και κατά τη διάρκεια της συναλλαγής  Αποθηκεύονται στις αποθήκες αποδείξεων και σχηματίζουν έναν λογικό, κατευθυνόμενο γράφο Πιστοποιητικό Καταναλωτή timestamp Υπογραφή με το ιδιωτικό κλειδί του Καταναλωτή Όγκος δεδομένων Κίνησης Δημόσιο Κλειδί Παρόχου  Ο γράφος των αποδείξεων αποτελεί την είσοδο του αλγορίθμου της ανταποδοτικότητας Πιστοποιητικό Καταναλωτή timestamp Υπογραφή με το ιδιωτικό κλειδί του Καταναλωτή Όγκος δεδομένων Κίνησης Δημόσιο Κλειδί Παρόχου

5 P2PWNC Συναλλαγές  Οι χρήστες (καταναλωτές) μετακινούνται και ζητάνε υπηρεσία από ξένες ομάδες (πάροχοι)  SRM  Ποιότητα Υπηρεσίας  Οι χρήστες (καταναλωτές) μετακινούνται και ζητάνε υπηρεσία από ξένες ομάδες (πάροχοι)  SRM  Ποιότητα Υπηρεσίας

6 Global Scale P2PWNC

7 Global Scale Roaming  Σπάνιες οι μετακινήσεις χρηστών σε ξένες περιοχές  SRM ≈0  Αποδείξεις ΔΕΝ έχουν αξία στις ξένες περιοχές  Σπάνιες οι μετακινήσεις χρηστών σε ξένες περιοχές  SRM ≈0  Αποδείξεις ΔΕΝ έχουν αξία στις ξένες περιοχές

8 Αρχιτεκτονική με Super Peers Τουλάχιστον ένας Super Peer ανά Περιοχή Super Peers: •Καθολικά γνωστοί •Έμπιστοι •Χωρίς παραπάνω υπολογιστικές/ αποθηκευτικές δυνατότητες

9 Αλγόριθμος Global Scale Roaming - Προδιαγραφές  Ο αλγόριθμος πρέπει να εκτελείται σε όλες τις συναλλαγές – όχι μόνο στις roaming  Απλός  Χρήση των super peers μόνο όταν είναι αναγκαίο  Χρήση ελάχιστου αριθμού super peers  Πρέπει να εξασφαλίζει ότι οι ομάδες δεν μπορούν να κλέψουν  Πρέπει να τροφοδοτεί με Κίνητρα:  Τους χρήστες  Για να προσφέρουν πάντα υπηρεσία στους Super Peers  Για να προσφέρουν υπηρεσία στους roamers  Τους super peers  Για να παρέχουν βοήθεια  Ο αλγόριθμος πρέπει να εκτελείται σε όλες τις συναλλαγές – όχι μόνο στις roaming  Απλός  Χρήση των super peers μόνο όταν είναι αναγκαίο  Χρήση ελάχιστου αριθμού super peers  Πρέπει να εξασφαλίζει ότι οι ομάδες δεν μπορούν να κλέψουν  Πρέπει να τροφοδοτεί με Κίνητρα:  Τους χρήστες  Για να προσφέρουν πάντα υπηρεσία στους Super Peers  Για να προσφέρουν υπηρεσία στους roamers  Τους super peers  Για να παρέχουν βοήθεια

10 Global Scale Roaming Παράδειγμα Ο χρήστης αποφασίζει να κάνει roaming σε μια ξένη περιοχή Ζητάει υπηρεσία από ένα σημείο πρόσβασης, ενημερώνοντας για τον δικό του Super Peer O team server τρέχει τον αλγόριθμο της ανταποδοτικότητας για τον επισκέπτη Επειδή σύμφωνα με τον αλγόριθμο δεν πρέπει να δώσει υπηρεσία, ζητάει από τον Super Peer της περιοχής του να βρει εγγυητή για τον χρήστη Ταυτόχρονα ζητάει από τον super peer της οικίας περιοχής του χρήστη να υπολογίσει την ίδια ποσότητα και περιμένει απάντηση. Ο VSP τρέχει τον αλγόριθμο της ανταποδοτικότητας για τον υποψήφιο καταναλωτή, για να υπολογίσει την ποσότητα (SRM) για την οποία μπορεί εκείνος να εγγυηθεί. Ο HSP υπολογίζει το SRM για τον υποψήφιο καταναλωτή, τρέχοντας τον αλγόριθμο της ανταποδοτικότητας. Ενημερώνει τον VSP για το SRM που υπολόγισε. Ο VSP υπολογίζει: 1. Tο τελικό SRM του υποψήφιου καταναλωτή. 0,2xSRM (VSP) + 0,8xSRM (HSP) 2.Τον super peer που θα μπει εγγυητής στην συναλλαγή. Ενημερώνει τον HSP (εγγυητής) και τον Team Server του παρόχου για το SRM που υπολογίστηκε για τον χρήστη καθώς και για τον εγγυητή της συναλλαγής. Το AP ζητάει αποδείξεις από τον super peer για τον εαυτό του και από τον καταναλωτή για τον super peer O καταναλωτής υπογράφει αποδείξεις στον super peer και ο super peer υπογράφει αποδείξεις στο AP

11 Σχολιασμός Global Scale Roaming  ΟΛΟΙ ευχαριστημένοι!  O roamer πήρε υπηρεσία  Το AP πήρε τις πολύτιμες αποδείξεις από τον super peer  O super peer ξεχρέωσε το χρέος του στον καταναλωτή και βοήθησε στην επίτευξη μιας χαμένης συναλλαγής για ένα μέλος της περιοχής του  Χρειάζεται πολύ μικρή τροποποίηση στα μηνύματα της υλοποίησης (3 νέα μηνύματα)  ΟΛΟΙ ευχαριστημένοι!  O roamer πήρε υπηρεσία  Το AP πήρε τις πολύτιμες αποδείξεις από τον super peer  O super peer ξεχρέωσε το χρέος του στον καταναλωτή και βοήθησε στην επίτευξη μιας χαμένης συναλλαγής για ένα μέλος της περιοχής του  Χρειάζεται πολύ μικρή τροποποίηση στα μηνύματα της υλοποίησης (3 νέα μηνύματα)

12 Προσομοιώσεις  Παράμετροι Εισόδου  a  Γύροι υπομονής (patience)  Server Repository Size  Client Repository Size  Αριθμός χρηστών  Αριθμός περιοχών  Πληθυσμός περιοχής  Γύρος εκκίνησης roaming  Πιθανότητα roaming  Γύροι παραμονής στην ξένη περιοχής (stop over rounds)  Συμμετοχή super peers στο SRM  Αριθμός super peers ανά περιοχή  Παράμετροι Εισόδου aa  Γύροι υπομονής (patience)  Server Repository Size  Client Repository Size  Αριθμός χρηστών  Αριθμός περιοχών  Πληθυσμός περιοχής  Γύρος εκκίνησης roaming  Πιθανότητα roaming  Γύροι παραμονής στην ξένη περιοχής (stop over rounds)  Συμμετοχή super peers στο SRM  Αριθμός super peers ανά περιοχή  Παράμετροι Εξόδου  SW  Hit Ratio  Αιτήσεις  Καταναλώσεις  Αιτήσεις εγγύησης στους super peers  Εγγυήσεις super peers  Παράμετροι Εξόδου  SW  Hit Ratio  Αιτήσεις  Καταναλώσεις  Αιτήσεις εγγύησης στους super peers  Εγγυήσεις super peers

13 Επίδραση μεγέθους & αριθμού περιοχών Παράμετροι Εισόδου a=0.75 Patience=20 (rounds) Server Repository Size=2000 (receipts) Client Repository Size=300 (receipts) Number of peers=1000 (2x x x x x50) Roaming Start Round=5 Roaming Probability p=0.1 Stop Over Rounds=1 Super peers Participation=80% consumer part. - 20% provider part. Super Peers per Region=1

14 Επίδραση Πιθανότητας roaming Παράμετροι Εισόδου a=0.75 Patience=20 (rounds) Server Repository Size=2000 (receipts) Client Repository Size=300 (receipts) Number of Peers=1000 ( 4x250) Roaming Start Round =1 Roaming Probability p=0.01 – 0,1 - 0,3 – 0,4 - 0,5 - 0,6 Stop Over Rounds=1 Super peers Participation=80% consumer part. - 20% provider part. Super Peers per Region=1

15 Επίδραση μεγέθους αποθήκης αποδείξεων εξυπηρετητή Παράμετροι Εισόδου (1.6.5 – 2.1.5) a=0.75 Patience=20(rounds) Server Repository Size=1000 (250) 3000 Client Repository Size=250 Number of peers=1000 (4x250) Roaming Start Round=5 Roaming Probability p=0.1 Stop Over Rounds=1 Super peers Participation=80% consumer part. - 20% provider part. Super Peers per Region=1

16 Επίδραση αριθμού super peers/ περιοχή Παράμετροι Εισόδου a = 0.75 Patience = 5 (rounds) Repository size = 500 (receipts) Receipts to merge = 100 Number of Peers = 1000 ( 8x125) Roaming Start Round = 1 Roaming Probability p = 0.1 Stop Over Rounds = 1 super peers participation (Home - Visited)=80% - 20% Super Peers per Region = 1,2,3

17 Ποσοστά συμμετοχής super peers στον υπολογισμό SRM Παράμετροι Εισόδου a = 0.75 Patience = 20 (rounds) Repository size = 2000 (receipts) Receipts to merge = 300 Number of Peers = 1000 ( 4x250) - (20x50) Roaming Start Round = 25 Roaming Probability p = 0.1 Stop Over Rounds = 1 super peers participation=variable Super Peers per Region = 1

18 Κλιμάκωση συστήματος Παράμετροι Εισόδου a = 0.75 Patience = 20 (rounds) Repository size = 1500 (receipts) Receipts to merge = 250 Number of Peers = (4x250) (10x250) (20x250) (28X250) Roaming Start Round = 1 Roaming Probability p = 0.1 Stop Over Rounds = 2 super peers participation (Home - Visited)=80% - 20% Super Peers per Region = 1

19 THE END Ευχαριστώ!