Elosztott adatmegosztási módszerek vizsgálata network coding támogatással

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Ekler Péter
Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék

A 2010-es évekre az internetelérés mindennapossá vált, ezzel együtt az Interneten továbbított adatmennyiség is folyamatosan nőtt. Manapság az adatelosztási megoldások főleg egy erre a célra dedikált eszközt használnak. Az adatok központi szerverek egy csoportján található és a hálózat többi csomópontja feléjük intézi a kéréseit. Ennek a megoldásnak a rugalmatlanság, nehezen skálázhatóság a fő hátránya. Ezekre a problémákra az elosztott (vagy más néven peer-to-peer P2P) adatmegosztás nyújt egy megoldást. A legelterjedtebb P2P alapú technológia a BitTorrent, amely a hálózaton átküldendő adatokat blokkokra osztja. Minden csomópont a nála lévő blokkokat megosztja másokkal, azokat, amelyek pedig hiányoznak, elkéri másoktól. A BitTorrent népszerűségének és sok hatékonyságjavító kiegészítéseinek ellenére, a protokoll több problémával rendelkezik, melyek rontják az összteljesítményét. Erre egy példa az, ha egy blokk csak kevés csomópontnak áll rendelkezésére a hálózatban, akkor az nehezen beszerezhetővé válik.

Munkám során megvizsgáltam a BitTorrent protokoll hiányosságait. Elemeztem azokat olyan szempontból, hogy az egyes csomópontok számítási kapacitásait kihasználva, pontosabban network coding-ot alkalmazva a hálózatban, milyen módon lehetne javítani a hálózat áteresztő képességén. Az elmézés alapján készítettem egy alap BitTorrent protokollt implementáló alkalmazást. Majd terveztem és implementáltam egy olyan BitTorrent protokoll-kiegészítést, a Network Coding Messaging Extension-t, amely lehetővé teszi, hogy a hálózatban szereplő csomópontok network coding segítségével is képesek legyen adatok továbbításra úgy, hogy az alap BitTorrent protokoll felé megőrizze kompatibilitását. Az elkészült protokoll-kiegészítés hatékonyságának tesztelésére terveztem egy szimulációt futtató környezetet, mely képes, különböző beállításokkal és akár több száz csomóponttal rendelkező hálózatok futtatására.

Az elkészült rendszer segítségével több különböző hálózatot szimuláltam. A szimulációs eredmények felhasználásával pedig bemutattam, hogy az általam tervezett BitTorrent protokoll-kiegészítés mely körülmények között, milyen mértékben képes javítani a hálózat áteresztő képességén. A leírt mérések és eredmények úttörőként szolgálhatnak további network coding alapú kutatások számára.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.