BitTorrent Μαρίνα Δρόσου Μυρτώ Ντέτσικα Γρηγόριος Τζώρτζης

Εισαγωγή  Πρόκειται για ένα κεντρικοποιημένο, αδόμητο p2p σύστημα.  Στόχος είναι η δημιουργία αντιγράφων ενός αρχείου σε όλους τους κόμβους που το ζητούν. Η πρόκληση είναι η μεγιστοποίηση της ταχύτητας δημιουργίας αντιγράφων.

Ορολογία  Tracker: Ένας server που κρατά πληροφορία για το ποιοι peers έχουν κάθε αρχείο.  Seeder: Ένας peer που διαθέτει ένα πλήρες αντίγραφο του αρχείου.  Leecher: Ένας peer που διαθέτει ένα μέρος του αρχείου.

Αρχεία.torrent  Σε κάθε αρχείο που υπάρχει στο δίκτυο αντιστοιχεί ένα αρχείο.torrent.  Το αρχείο αυτό περιέχει: Το όνομα του αρχείου Το μέγεθός του Το URL του tracker που το διαχειρίζεται Το μέγεθος διάφορων κομματιών του αρχείου και ένα hash code για καθένα από αυτά  Τα αρχεία αυτά δημοσιεύονται σε κάποιον web server.

Downloading  Εύρεση αρχείου.torrent στο Internet.  Επικοινωνία με τον αντίστοιχο tracker.  Λήψη από τον tracker μίας τυχαίας λίστας με peers που διαθέτουν κομμάτια του αρχείου (~50 peers).  Άμεση επικοινωνία με τους peers και ανταλλαγή κομματιών του αρχείου. Στρατηγική tit-for-tat.  O tracker δε συμμετέχει στην ανταλλαγή δεδομένων.

Παράδειγμα Web ServerTracker Leecher Seeder.torrent request.torrent Get-announce Peer list connect pieces

Διάσπαση αρχείων  Τα αρχεία χωρίζονται σε κομμάτια (συνήθως 256 ΚΒ).  Τα κομμάτια χωρίζονται σε τμήματα (των 16 ΚΒ). Περισσότερες από μία αιτήσεις σε αναμονή σε κάθε TCP connection (pipelining). Καλύτερη αξιοποίηση του TCP.

Επιλογή τμημάτων (1) Η επιλογή τμημάτων για download βασίζεται στα εξής: Strict priority: Πρώτα κατεβάζουμε όλα τα τμήματα ενός κομματιού πριν ζητήσουμε το επόμενο κομμάτι.  Έτσι κατεβάζουμε γρήγορα ολόκληρα κομμάτια. Random First Piece: Στην αρχή επιλέγουμε και κατεβάζουμε ένα τυχαίο κομμάτι του αρχείου.  Στην αρχή είναι σημαντικό να αποκτήσουμε κάποια κομμάτια ώστε να μπορούμε να τα διαθέσουμε σε άλλους και να κάνουμε download από αυτούς (tit-for-tat).

Επιλογή τμημάτων (2) Η επιλογή τμημάτων για download βασίζεται στα εξής: Rarest First Piece: Στη συνέχεια επιλέγουμε τα κομμάτια που είναι λιγότερο διαθέσιμα.  Μικρότερη πιθανότητα να χαθούν κομμάτια από το δίκτυο.  Καλύτερο upload. Endgame mode: Το τελευταίο κομμάτι το ζητούμε ταυτόχρονα από όλους τους peers.  Ταχύτερη ολοκλήρωση του αρχείου.

Choking  Choking: Άρνηση για upload. Υλοποιεί το tit-for-tat, καταπολεμώντας το free-riding. H TCP σύνδεση δεν καταργείται.  Κάθε peer κάνει unchoke 4 άλλους peers με βάση το ρυθμό download από αυτούς. Αυτοί επιλέγονται κάθε 10 sec.  Επομένως οι peers με καλό upload έχουν και καλό download.

Optimistic Unchocking  Με το μηχανισμό του choking: Οι peers δεν ανακαλύπτουν πάντα τις καλύτερες συνδέσεις. Οι νέοι peers δεν μπορούν να κάνουν download καθώς επειδή δεν έχουν κομμάτια για upload γίνονται choked.  Για αυτόν το λόγο, κάθε peer κάνει unchoke έναν τυχαίο peer, ανεξάρτητα του ρυθμού download. Αυτός επιλέγεται κάθε 30 sec.

Anti-snubbing  Αν κάποιος peer γίνει choked από όλους τους άλλους δεν μπορεί να συνεχίσει το download.  Μετά την πάροδο 60 sec χωρίς να λαμβάνει δεδομένα, ο peer θεωρεί ότι είναι snubbed.  Σε αυτή την περίπτωση κάνει περισσότερα optimistic unchokes. Ταχύτερη εύρεση καλύτερων συνδέσεων.

Seeders  Σε αντίθεση με τους leechers, οι seeders δεν κάνουν download.  Επομένως δεν μπορούν να επιλέξουν ποιους peers θα κάνουν unchoke με βάση το ρυθμό download.  Επιλέγουν με βάση το ρυθμό upload. Καλύτερη εκμετάλλευση πόρων.

Επεκτάσεις  Έχουν αρχίσει να υλοποιούνται και παραλλαγές του BitTorrent που δεν απαιτούν την ύπαρξη tracker. Το σύστημα παύει να είναι κεντρικοποιημένο. Οι peers οργανώνονται σε ένα DHT.  Δημιουργούνται εξειδικευμένες μηχανές αναζήτησης για την εύρεση αρχείων.torrent στο Internet.

Αναφορές [1] B. Cohen, Incentives Build Robustness in BitTorrent [2] Μ. Izal, G. Urvoy-Keller, E. W. Biersack, P. A. Felber, A. Al Hamra, L. Garces-Erice, Dissecting BitTorrent: Five Months in a Torrent's Lifetime [3] Wikipedia entry: [4] The Bittorrent Protocol Presentation: erview.ppt