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Lehrstuhl Informatik III: Datenbanksysteme Achim Landschoof 28. April 2009 Strukturierte P2P Systeme 1 Achim Landschoof Betreuerin: Dipl.-Inf. Jessica.

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1 Lehrstuhl Informatik III: Datenbanksysteme Achim Landschoof 28. April 2009 Strukturierte P2P Systeme 1 Achim Landschoof Betreuerin: Dipl.-Inf. Jessica Müller

2 Lehrstuhl Informatik III: Datenbanksysteme Achim Landschoof 28. April 2009 Strukturierte P2P Systeme 2 Übersicht Motivation strukturiert vs. unstrukturiert Hashing Chord BATON P-Grid CAN Fazit

3 Lehrstuhl Informatik III: Datenbanksysteme Achim Landschoof 28. April 2009 Strukturierte P2P Systeme 3 Motivation effizientes Routing effiziente Suche garantierte Aufwandsabschätzungen durch Ausnutzung der Netzstruktur

4 Lehrstuhl Informatik III: Datenbanksysteme Achim Landschoof 28. April 2009 Strukturierte P2P Systeme 4 strukturiert vs. unstrukturiert unstrukturiert Verteilung Key-Daten-Tupel unabhängig von Topologie Suche mittels Flooding oder Random-Walks strukturiert Topologie bestimmt Verteilung gezielte Suche Verweise vorgegeben

5 Lehrstuhl Informatik III: Datenbanksysteme Achim Landschoof 28. April 2009 Strukturierte P2P Systeme 5 Hashing Eingabe beliebiger Länge wird auf Ausgabe fester Länge abgebildet Jeder Hashwert möglich Ausgabe sieht aus wie zufällig kleine Änderung an Eingabe führt zu völlig neuem Hashwert Alternativ ordnungserhaltende Hashfunktion

6 Lehrstuhl Informatik III: Datenbanksysteme Achim Landschoof 28. April 2009 Strukturierte P2P Systeme 6 Chord Ring Topologie Hashfunktion für Knoten und Keys Zuordnung im Uhrzeigersinn (Nachfolger) Knoten Keys

7 Lehrstuhl Informatik III: Datenbanksysteme Achim Landschoof 28. April 2009 Strukturierte P2P Systeme 7 Fingertabelle Bitlänge der Hashwerte: m Maximal m Einträge in Fingertabelle Eintrag i: successor(n + 2 i-1 )

8 Lehrstuhl Informatik III: Datenbanksysteme Achim Landschoof 28. April 2009 Strukturierte P2P Systeme 8 Routing Suche nach Key 11 Startet bei N15 N15 N2 N3 N8 N6 N10 N9 N13 lookup(11) N11

9 Lehrstuhl Informatik III: Datenbanksysteme Achim Landschoof 28. April 2009 Strukturierte P2P Systeme 9 Routing Fingertabelle N15: N15 N2 N3 N8 N6 N10 N9 N13 lookup(11) N11

10 Lehrstuhl Informatik III: Datenbanksysteme Achim Landschoof 28. April 2009 Strukturierte P2P Systeme 10 Routing Fingertabelle N8: N15 N2 N3 N8 N6 N10 N9 N13 lookup(11) N11

11 Lehrstuhl Informatik III: Datenbanksysteme Achim Landschoof 28. April 2009 Strukturierte P2P Systeme 11 Routing Fingertabelle N10: N15 N2 N3 N8 N6 N10 N9 N13 lookup(11) N11

12 Lehrstuhl Informatik III: Datenbanksysteme Achim Landschoof 28. April 2009 Strukturierte P2P Systeme 12 Join Berechne Hash Beliebigen Knoten n kontaktieren n bestimmt Fingertabelle N15 N2 N3 N8 N6 N10 N9 N13 join(5) N11

13 Lehrstuhl Informatik III: Datenbanksysteme Achim Landschoof 28. April 2009 Strukturierte P2P Systeme 13 BATON Balanced Tree Structure for Peer-to-Peer Networks balancierter Binärbaum Knoten identifiziert durch Level und Nummer Nummer = Position innerhalb Level

14 Lehrstuhl Informatik III: Datenbanksysteme Achim Landschoof 28. April 2009 Strukturierte P2P Systeme 14 BATON Baum hijklmno defg bc a Level 0 Level 1 Level 2 Level 3 Knoten j: Level = 3, Nummer = 3, Vater = e, linkesKind = null, rechtesKind = r, linkerNachbar = b, rechterNachbar = r linke Routing Tabelle: rechte Routing Tabelle: pqrst

15 Lehrstuhl Informatik III: Datenbanksysteme Achim Landschoof 28. April 2009 Strukturierte P2P Systeme 15 Join hijklmno defg bc a qrs t t p

16 Lehrstuhl Informatik III: Datenbanksysteme Achim Landschoof 28. April 2009 Strukturierte P2P Systeme 16 Routing hijklmno defg bc a pqrst

17 Lehrstuhl Informatik III: Datenbanksysteme Achim Landschoof 28. April 2009 Strukturierte P2P Systeme 17 Bereichssuche Wie normale Suche, aber nach einem Knoten dessen Bereich sich mit dem Suchbereich schneidet Von gefundenem Knoten aus über Nachbarschaftsverweise

18 Lehrstuhl Informatik III: Datenbanksysteme Achim Landschoof 28. April 2009 Strukturierte P2P Systeme 18 P-Grid :6 00:1 1:5 00:1 0:2 11: 5 1:4 01:3 0:3 10:4 0:2 10: 4 Datenpräfi x 00 Datenpräfi x 01 Datenpräfi x 01 Datenpräfi x 10 Datenpräfi x 11 Datenpräfi x 11 X P:xP:x P Knoten X Routingtabelle Präfix P zu Knoten x Daten mit Präfix P Routing von Knoten 6 zu Präfix 00

19 Lehrstuhl Informatik III: Datenbanksysteme Achim Landschoof 28. April 2009 Strukturierte P2P Systeme 19 P-Grid :6 00:1 1:5 00:1 0:2 11: 5 1:4 01:3 0:3 10:4 0:2 10: 4 Datenpräfi x 00 Datenpräfi x 01 Datenpräfi x 01 Datenpräfi x 10 Datenpräfi x 11 Datenpräfi x 11 X P:xP:x P Knoten X Routingtabelle Präfix P zu Knoten x Daten mit Präfix P Bereichssuche von Knoten 1 zu Präfix 01 bis 10 über Nachbarschaftskanten

20 Lehrstuhl Informatik III: Datenbanksysteme Achim Landschoof 28. April 2009 Strukturierte P2P Systeme 20 P-Grid :6 00:1 1:5 00:1 0:2 11: 5 1:4 01:3 0:3 10:4 0:2 10: 4 Datenpräfi x 00 Datenpräfi x 01 Datenpräfi x 01 Datenpräfi x 10 Datenpräfi x 11 Datenpräfi x 11 X P:xP:x P Knoten X Routingtabelle Präfix P zu Knoten x Daten mit Präfix P Bereichssuche von Knoten 1 zu Präfix 01 bis 10 mit shower Algorithmus

21 Lehrstuhl Informatik III: Datenbanksysteme Achim Landschoof 28. April 2009 Strukturierte P2P Systeme 21 CAN (0,1) (0,0) (1,0) (1,1) (0; 0; 0,25; 0,25) (0,25; 0; 0,5; 0,25) (0,5; 0; 0,75; 0,5) (0; 0,75; 0,5; 1) (0; 0,25; 0,5; 0,5) (0,5; 0,5; 0,75; 0,75) (0,5; 0,75; 0,75;1) (0,75; 0,5; 1; 1) (0,75; 0; 1; 0,5) (0; 0,5; 0,5; 0,75)

22 Lehrstuhl Informatik III: Datenbanksysteme Achim Landschoof 28. April 2009 Strukturierte P2P Systeme 22 Fazit Systeme haben unterschiedliche Stärken Wahl hängt vom Einsatzgebiet ab N: Anzahl Knoten, X: Anzahl Keys bei Bereichssuche Y: Anzahl Knoten auf denen sich die Keys befinden, d: Anzahl Dimensionen

23 Lehrstuhl Informatik III: Datenbanksysteme Achim Landschoof 28. April 2009 Strukturierte P2P Systeme 23 Fazit CAN unabhängig von der Größe des Netzes Chord und P-Grid soviel wie Hash lang BATON ungefähr 6*log(N/4) N: Anzahl Knoten, X: Anzahl Keys bei Bereichssuche Y: Anzahl Knoten auf denen sich die Keys befinden, d: Anzahl Dimensionen

24 Lehrstuhl Informatik III: Datenbanksysteme Achim Landschoof 28. April 2009 Strukturierte P2P Systeme 24 Fazit Chord am schnellsten BATON etwas langsamer als Chord P-Grid im worst case am langsamsten CAN im Schnitt am langsamsten N: Anzahl Knoten, X: Anzahl Keys bei Bereichssuche Y: Anzahl Knoten auf denen sich die Keys befinden, d: Anzahl Dimensionen

25 Lehrstuhl Informatik III: Datenbanksysteme Achim Landschoof 28. April 2009 Strukturierte P2P Systeme 25 Fazit BATON und P-Grid unterstützen von sich aus Chord und CAN mit geeigneten Hashfunktionen N: Anzahl Knoten, X: Anzahl Keys bei Bereichssuche Y: Anzahl Knoten auf denen sich die Keys befinden, d: Anzahl Dimensionen

26 Lehrstuhl Informatik III: Datenbanksysteme Achim Landschoof 28. April 2009 Strukturierte P2P Systeme 26 Vielen Dank für´s Zuhören


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