A Peer-to-peer Framework for Caching Range Queries O. D. Sahin A. Gupta D. Agrawal A. El Abbadi Παρουσίαση: Καραγιάννης Τάσος, Κρεμμυδάς Νίκος, Μαργαρίτη Σπυριδούλα

Εισαγωγή  Σύγχρονα P2P απαντούν σε ερωτήματα με βάση ονόματα  Δεν μπορούν να απαντήσουν πιο σύνθετες ερωτήσεις (SQL, Range)  Σκοπός: Σχεδιασμός συστήματος γενικού σκοπού διαμοιρασμού δεδομένων

Περιγραφή Συστήματος(1/2)  Καθολικό σχεσιακό σχήμα  Κόμβοι δικτύου συνεργάζονται για να απαντήσουν ερωτήσεις πάνω στο σχεσιακό σχήμα  Answering queries using Views δύσκολο, άρα περιοριζόμαστε στην επέκταση λειτουργίας αναζήτησης για την απάντηση range queries

Περιγραφή Συστήματος(2/2)  Στόχος: Κόμβοι αποθηκεύουν range partitions, τα οποία χρησιμοποιούνται για να απαντηθούν ερωτήσεις  Προσοχή στην παραβίαση πρωτεύοντος κλειδιού  Βελτιστοποίηση: Αναζήτηση σε κόμβους και όχι στην ίδια τη βάση  Π.χ. για το range (20, 35) μπορούμε να ρωτήσουμε κόμβους που περιέχουν range που είναι υπερσύνολο όπως (15, 40)  Χρήση συνάρτησης κατακερματισμού για αντιστοίχηση range σε κόμβους

Μοντέλο Συστήματος(1/3)  Βασισμένο στο CAN  Αντιστοίχιση σχετική με data ranges  Έστω πεδίο ορισμού [α,β]. Αντιστοιχίζεται σε 2d CAN. Π.χ.  Κάθε attribute αντιστοιχίζεται σε ένα πεδίο ορισμού

Μοντέλο Συστήματος(2/3)  Εικονικός χώρος χωρίζεται σε ζώνες  Κάθε ζώνη αντιστοιχίζεται σε ένα active κόμβο  Υπάρχουν passive κόμβοι που αντιστοιχίζονται σε κόμβο αλλά όχι σε ζώνη  Κάθε ενεργός κόμβος κρατάει πίνακα δρομολόγησης (όπως CAN)

Μοντέλο Συστήματος(3/3)  Range Query αντιστοιχίζεται στο σημείο (a, b) (target point)  Ζώνη στην οποία ανήκει target point λέγεται target zone  Κόμβος υπεύθυνος για το target zone λέγεται target node  Όταν κόμβος κάνει ερώτηση, αν επιθυμεί κάνει cache το αποτέλεσμα και ενημερώνει τον target node.  Target node έχει δείκτη στον κόμβο που έκανε την ερώτηση. Μπορεί και ο target node να κάνει cache την απάντηση  Και στις δύο περιπτώσεις ο target node έχει αποθηκευμένο το αποτέλεσμα

Διαχείριση ζωνών  Αρχικά ένας active κόμβος για όλο το χώρο  Δυναμικός διαχωρισμός: η απόφαση για διάσπαση έγκειται στον ιδιοκτήτη  Διαλέγει έναν passive κόμβο (δικό του ή κάποιου γείτονα) για ανάθεση μέρους της ζώνης του  Διάσπαση γίνεται αν ιδιοκτήτης:  Έχει μεγάλο φόρτο ερωτήσεων (ίση κατανομή cached απαντήσεων)  Πολλά routing ερωτήματα περνάνε από τη ζώνη του (διάσπαση ζώνης στη μέση)

Παράδειγμα διάσπασης ζωνών

Δρομολόγηση ερωτήσεων  Δρομολόγηση όπως στο CAN  Με βάση τις συντεταγμένες του target point επιλέγεται ο κοντινότερος γείτονας  Passive κόμβοι αναθέτουν ερώτηση στον active κόμβο τους  Μήκος μονοπατιού:O(  n)

Προώθηση ερωτήσεων από τoν target node  Πρόβλημα: Πιθανό να μην έχουμε απαντήσεις στο target κόμβο  Πιθανό να έχουμε απαντήσεις σε κάποιον γείτονα μέσα στο Acceptable region  Ζώνη D σχετίζεται με ranges υπερσύνολα του (Diagonal zone)  Όλα τα x του D μικρότερα από τα x του Α, όλα τα y του D μεγαλύτερα από τα y του Α  Κατά την προώθηση ο Α στέλνει σε γειτονικές ζώνες (αριστερά ή πάνω)  Προώθηση με πλημμύρα  Κατευθυνόμενη προώθηση

Προώθηση με πλημμύρα  Προωθείται σε γείτονες το ερώτημα επεκτείνοντας το αρχικό range  Το ποσοστό της επέκτασης ορίζεται από το AcceptableFit (  [0,1])  offset = AcceptableFit x |domain|,  Newrange =  AcceptableFit=0 σημαίνει ότι δεν γίνεται προώθηση  AcceptableFit=1 σημαίνει ότι γίνεται μεγαλύτερη δυνατή προώθηση

Κατευθυνόμενη προώθηση  Προηγούμενη στρατηγική δημιουργεί μεγάλη κίνηση στο δίκτυο  Καλύτερα να επιλεγεί ένας από τους γείτονες για να γίνει η προώθηση  Επιλέγεται γείτονας με μεγαλύτερη επικάλυψη στην Acceptable region  Όριο d στη προώθηση της ερώτησης (d=0 σταματάει η προώθηση)  Χρησιμοποιείται και η ΑcceptableFit παράμετρος

Βελτιώσεις  Lookup During Routing  Κατά τη διάρκεια δρομολόγησης ερωτούνται ενδιάμεσοι κόμβοι  Αν βρεθεί απάντηση σταματάει δρομολόγηση  Warm up Queries  Γίνεται cache αποτέλεσμα ερώτησης με το μεγαλύτερο range που αντιστοιχεί στη ζώνη  Βελτιώσεις CAN  Πολλαπλές πραγματικότητες, μετρικές δρομολόγησης, overloaded ζώνες, τοπολογικά ευαίσθητος διαχωρισμός  Σε αποτυχία κόμβου, γείτονας αναλαμβάνει προσωρινά τη ζώνη του και την αναθέτει σε κάποιον passive κόμβο.

Διάδοση αλλαγών της βάσης  Ακριβή ερωτήματα όπως age=20 απαντώνται αν θέσουμε  Αν update Α=k, τότε στέλνεται μήνυμα στο target zone του αναβαθμίζοντας την cache του  Γίνεται προώθηση σε όλες τις ζώνες του Acceptable region του  Όποιος έχει παλιά τιμή του k την αλλάζει  Αν έχει δείκτη σε κάποιο κόμβο, προωθεί το μήνυμα αναβάθμισης στον κόμβο  Πρόβλημα: Κόμβοι που είναι υπεύθυνοι για μεγάλα ranges δέχονται πολλά μηνύματα αναβάθμισης.  Λύση: Αποστολή πολλών αναβαθμίσεων μαζί σε ένα μήνυμα

Ερωτήσεις με πολλά attributes  Έστω ερώτηση με n attributes και 2n-διάστατος χώρος.  Ερώτηση,,..., αντιστοιχίζεται στο σημείο (l 1, h 1, l 2, h 2,..., l n, h n )  Πρώτες δύο διαστάσεις στο 1ο attribute, επόμενες 2 στο 2ο, κλπ  Ίδιος αλγόριθμος δρομολόγησης

Ερωτήσεις;