Peer-to-Peer Systems

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Peer-to-Peer Systems
G r u p p o 12
Content-Based Routing of Path Queries in
Peer-to-Peer Systems Georgia Koloniari and
Evaggelia Pitoura
Ingargiola SalvatoreMontauti Andrea Pompei Fabio
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Sommario

• Introduzione
• Sistemi Peer-to-Peer
• Filtri di Bloom
• Organizzazione reti P2P Content-Based
• Risultati Sperimentali
• Conclusioni

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Introduzione

• Migliorare le performance di information
  retreaving in sistemi P2P

• Ipotesi di lavoro
• Contenuto nodi documenti XML schema-less
  sintetizzati mediante filtri di Bloom
  multilivello
• Organizzazione rete P2P Content-Based
• Tipologia query path queries (XPath-like)

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Sistemi P2P Stato dellArte

• Sistema Peer to Peer ibrido
• impiega un server centrale per ottenere
  meta-informazioni sull'identità dei Peer che
  posseggono le informazioni richieste.
• Napster e OpenNap

• Sistema Peer to Peer puro
• I Peer sono connessi direttamente tra di loro.
• Non è necessario un server principale.
• Query routing flooding, indici decentralizzati.
• Gnutella e Freenet

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Filtro di Bloom

• Un Bloom Filter è un vettore di bit definito da
  due parametri
• Array di M bit
• K funzioni di Hash indipendenti con CDom in 1,M
• I bit del filtro sono usati per codificare in
  modo efficiente un insieme di N oggetti.
• Per Costruire un Bloom filter si scorrono uno
  dopo laltro gli oggetti dellinsieme. Applicando
  K funzioni hash ad ogni oggetto si ottengono K
  valori hash, ogni valore rappresenta la posizione
  di un bit che deve essere settato ad uno.
• N.B. più di una chiave può settare lo stesso
  bit.

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Filtro di Bloom esempio
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Filtri di Bloom multilivello

• Filtri di Bloom semplici inadeguati per
  sintetizzare la struttura multilivello dei
  documenti XML.

• Soluzioni proposte
• Breadth Bloom Filters (BBF)
• Depth Bloom Filters (DBF)

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Breath Bloom Filter
XML ltsportgt ltmotogt lt/motogt ltautogt
ltf3000gtlt/f3000gt ltf1gtlt/f1gt lt/autogt lt/sportgt
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BBF filter-match operation
Root query /sport/auto/f1
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Depth Bloom Filter
XML ltsportgt ltmotogt lt/motogt ltautogt
ltf3000gtlt/f3000gt ltf1gtlt/f1gt lt/autogt lt/sportgt
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DBF filter-match operation
Root query /sport / auto / f1
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Risultati Sperimentali
BBF DBF con filtri maggiori di 78.000 bit
Migliori performance di BBF con elevato numero
di elementi
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Struttura gerarchica reti P2P
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Content-Based

• Struttura gerarchica organizzata non più sulla
  prossimità dei nodi bensì sulla similarità dei
  loro contenuti

• Operazioni analizzate
• Join
• Query routing
• Update CountSum, BitSum

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Content-Based Join
XML ltfotogt ltcalendariogt ltmodellegt
lt/modellegt lt/calendariogt lt/fotogt
Similarity m d(Nx, Ny)
Funzione Hash
N1 N6 N7 N2
Nx 9 6 5 7
Threshold 6
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Content-Based Query routing
Path query //calendario/modelle

A
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Content-Based Query routing
Path query //calendario/modelle
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Content-Based Query routing
Path query //calendario/modelle
19
Content-Based Query routing

XML ltfotogt ltcalendariogt ltmodellegt
lt/modellegt lt/calendariogt lt/fotogt
Path query //calendario/modelle
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Content-Based Update
CountSum
BitSum
0 0 1 0
0 0 2 0
1 0 1 1
3 0 2 5
0 0 1 0
0 0 2 0
1 0 1 1
2 0 2 2


1 0 1 1
1 0 1 2
1 0 1 1
2 0 1 3
1 0 1 1
1 0 1 2
1 0 1 1
2 0 1 3




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CountSum
BitSum
1 0 1 1
3 0 3 5
1 0 1 1
2 0 2 2
1 0 1 1
1 0 1 2
1 0 1 1
1 0 1 1
1 0 1 1
1 0 1 2
1 0 1 1
1 0 1 2
2
1
0
1
0
22
CountSum
BitSum
1 0 1 1
3 0 3 4
1 0 1 1
2 0 2 2
1 0 1 1
3 0 3 5
1 0 1 1
1 0 1 1
1 0 1 1
1 0 1 1
1 0 1 1
1 0 1 2
1 0 1 1
1 0 1 2
1 0 1 1
1 0 1 1
1 0 1 1
1 0 1 1
1 0 1 1
1 0 1 2
2
1
0
1
0
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CountSum
BitSum
1 0 1 1
3 0 3 4
1 0 1 1
2 0 2 2
1 0 1 1
3 0 3 3
1 0 1 1
2 0 2 1
1 0 1 0
1 0 1 0
1 0 1 0
1 0 1 0
1 0 1 1
1 0 1 1
1 0 1 1
1 0 1 1
1 0 1 0
1 0 1 0
1 0 1 0
1 0 1 0
1 0 1 1
1 0 1 1
1 0 1 1
1 0 1 1
2
1
0
1
0
24
CountSum
BitSum
1 0 1 1
3 0 3 4
1 0 1 1
2 0 2 2
1 0 1 1
3 0 3 3
1 0 1 1
2 0 2 1
1 0 1 1
1 0 1 1
1 0 1 1
1 0 1 1
1 0 1 0
1 0 1 0
1 0 1 0
1 0 1 0
1 0 1 1
1 0 1 1
1 0 1 1
1 0 1 1
1 0 1 0
1 0 1 0
1 0 1 0
1 0 1 0
2
1
0
1
0
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CountSum
BitSum
1 0 1 1
3 0 3 5
1 0 1 1
2 0 2 2
1 0 1 1
3 0 3 4
1 0 1 1
1 0 1 2
1 0 1 1
1 0 1 1
1 0 1 1
1 0 1 1
1 0 1 1
1 0 1 2
1 0 1 1
1 0 1 2
1 0 1 1
1 0 1 1
1 0 1 1
1 0 1 1
2
1
Con il metodo Bitsum meno scambi di messaggi
0
1
0
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Risultati Sperimentali
In sistemi content-based convergenza più veloce
Con filtri multilivello minor numero di salti per
completare la query
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Conclusioni

• Dal processo dicotomico dellanalisi sperimentale
  si evince che il miglioramento delle performance
  nellinformation retreaving può essere ottenuto
  mediante

1. Organizzazione gerarchica Content-Based
2. Filtri di Bloom multilivello BBF
3. BitSum come implementazione dei contatori

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Bibliografia

1. G. Koloniari, E. Pitoura. (2004) Content-Based
   Routing of Path Queries in Peer-to-Peer Systems.
   In Proceedings of the 9 Intenational Conference
   on Extending Database Technology, pages 29-47.
2. G. Koloniari, E. Pitoura. Filters for XML-based
   Service Discovery in Pervasive Computing.
   Computer Science Dept, University of Ioannina,
   Greece.
3. X. Gong, W. Qian, Y. Yan, A. Zhou. Bloom
   Filter-based XML Packets Filtering for Millions
   of Path Queries. Department on Computer Science
   and Enngineering Fundan University, Shanghai,
   China.
4. N. Gioia. (2004) Un sistema Peer-to-Peer per
   linterrogazione distribuita di dati XML. Tesi di
   Laurea, Università degli studi di Pisa.

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