1 Μελέτη κανόνων συμμετοχής σε ομότιμα δίκτυα επικοινωνίας μέσω προσομοίωσης Φοιτητής : Χρήστος Ι. Καρατζάς Επιβλέποντες Καθηγητές : Γ. Πολύζος – Κ. Κουρκουμπέτης

2 Στόχοι Δημιουργία περιβάλλοντος προσομοίωσης για την εξαγωγή συμπερασμάτων σε σχέση με την εφαρμογή κανόνων συμμετοχής σε ομότιμα δίκτυα επικοινωνίας (P2P Networks).

3 Περιβάλλον Προσομοίωσης (1) Το περιβάλλον της προσομοίωσης αποτελείται από τις ακόλουθες οντότητες, οι οποίες περιγράφονται από συγκεκριμένες παραμέτρους : Το ομότιμο δίκτυο επικοινωνίας (μέγεθος πηγής προέλευσης πληθυσμού, αρχικός πληθυσμός, κατανομή αφίξεων, πιθανότητα πτώσης σύνδεσης) Η Δεξαμενή Περιεχομένου (συνολικός αριθμός διακριτών αρχείων στο σύστημα, αρχικός αριθμός αρχείων που διαθέτουν οι χρήστες, κατανομή αφίξεων νέου περιεχομένου).

4 Περιβάλλον Προσομοίωσης (2) Οι κόμβοι, οι οποίοι αντιπροσωπεύουν τους χρήστες του ομότιμου δικτύου (κατατομή, εύρος ζώνης, αρχεία, τιμή εγγραφής, κουπόνια, συνεισφορά, ενεργός).

5 Περιβάλλον Προσομοίωσης(3) Οι κανόνες συμμετοχής. 1. If Tokens(Node(i)) > (Participation Threshold) Then Contributes(Node(i)) = False else Contributes(Node(i)) = True 2. If Tokens(Node(i)) < (Minimum Threshold) Then Contributes(Node(i)) = True AND UseNetwork(Node(i)) = False 3. Pay X tokens for download, Get E for upload

6 Σενάριο Προσομοίωσης 1. Είσοδος του χρήστη στο ομότιμο δίκτυο. 2. Απόφαση του χρήστη για συνεισφορά. 3. Αίτηση για περιεχόμενο. Αν το αρχείο υπάρχει, ο χρήστης το λαμβάνει από τον κόμβο με το μεγαλύτερο διαθέσιμο εύρος ζώνης. 4. Μετά το πέρας κάθε συναλλαγής ο χρήστης ελέγχει αν άλλοι χρήστες λαμβάνουν αρχεία απ’ αυτόν. Αν όχι, τότε αποχωρεί από’ το δίκτυο. Αν ναι, τότε ελέγχει τον αριθμό τον κουπονιών του και δρα αντίστοιχα.

7 Το σύστημα καταρρέει όταν δεν υπάρχει αλτρουισμός και E > X Ο χρόνος ζωής του συστήματος είναι μια αύξουσα συνάρτηση της τιμής ρύθμισης Τ. Το σύστημα καταλήγει σε Nash Equilibrium. Όλοι οι χρήστες ξεπερνούν την τιμή ρύθμισης και παύουν να συνεισφέρουν. Υπάρχει ανάγκη να προσομοιωθεί ο αλτρουισμός.

8

9 Το σύστημα επιβιώνει όταν E = X Ο αριθμός και το ποσοστό των επιτυχημένων συναλλαγών στο σύστημα αυξάνει όσο πιο κοντά βρίσκεται η τιμή ρύθμισης στον αρχικό αριθμό κουπονιών των χρηστών (τιμή εγγραφής).

10

11

12 Προσομοίωση Αλτρουισμού Ένας κόμβος ορίζεται ως διακεκριμένος αν συνεχώς συνεισφέρει και είναι μονίμως ενεργός (πλήρης διαθεσιμότητα). Η ύπαρξη διακεκριμένων κόμβων είναι καθοριστική για την επιβίωση του συστήματος.

13 Πείραμα 1ο Όταν υπάρχουν διακεκριμένοι κόμβοι στο σύστημα υπάρχει μια κρίσιμη τιμή Υ της παραμέτρου ρύθμισης, τέτοια ώστε αν Τ>Υ, οι συναλλαγές στο σύστημα μειώνονται. Δεν είναι παράδοξο διότι το ποσοστό των πετυχημένων συναλλαγών αυξάνει.

14

15

16

17 Πείραμα 2ο Προκειμένου να αξιολογήσουμε την εφαρμογή των κανόνων συμμετοχής προσομοιώσαμε ένα ελεύθερο ομότιμο δίκτυο με μεταβλητό ποσοστό συνεισφοράς. Το αποτέλεσμα είναι ότι ένα ομότιμο δίκτυο λειτουργεί αποδοτικότερα με κανόνες συμμετοχής.

18

19

20 Μετρήσεις Ενεργοί κόμβοι – Χρόνος Συνεισφέροντες κόμβοι – Χρόνος Συναλλαγές – Χρόνος Συνολικό μέγεθος αρχείων σε MB–Χρόνος Αποτυχημένες αιτήσεις – Χρόνος Κουπόνια – Χρόνος

21 Αξιολόγηση Διάστημα εμπιστοσύνης μετρήσεων 95%. Τα αποτελέσματα δεν παρουσίασαν εκπλήξεις χωρίς αυτό να συνεπάγεται έλλειψη ενθουσιασμού για περαιτέρω έρευνα. Ανάγκη δημιουργίας αναλυτικών μοντέλων για την σύγκριση των αποτελεσμάτων.

22 Ερωτήσεις ?