Tapestry Henrique Denes Hilgenberg Fernandes

Tapestry

Henrique Denes Hilgenberg Fernandes

Agenda• Introdução• Estado da arte• A API DOLR• Malha de roteamento

– Da perspectiva de um único nó– Caminho da mensagem

• Localização e publicação de objetos– Publicação de objeto no Tapestry– Rotas para objetos em Tapestry

• Algoritmos• Arquitetura do Tapestry

– Camadas funcionais do nó Tapestry

Introdução

• Tapestry é um protocolo que provê infra-estrutura para roteamento em redes P2P sobrepostas

• Altamente escalável• Bom para réplicas de objetos• Provê DOLR (Decentralized Object Location

and Routing)

Estado da arte

• 1as. P2P– Foco no compartilhamento de arquivos– Napster (Serviço de diretório centralizado)– Gnutella• Totalmente distribuído, escalabilidade limitada

– Freenet• Projetada para sobreviver à censura• Gnutella e Freenet não garantem a localização dos

arquivos

Estado da arte

• Gerações posteriores (redes P2P sobrepostas)– Tapestry– Chord– Pastry– CAN– Implementam KBR (key-based routing)– Suportam interfaces de mais alto nível: DHT

A API DOLR• Cada nó é designado por um nodeID

– Um host pode abrigar mais de um nó• Pontos de aplicações específicas são chamados GUID (Globally

Unique Identifiers)• O espaço de endereçamento Tapestry possui 160 bits (40 dígitos

hexa)• NodeID’s e GUID’s podem ser obtidos usando-se hash, por

exemplo, SHA-1• Nós têm nodeID’s e objetos têm GUID’s• Cada mensagem tem um identificador específico de aplicação Aid

– Usado para selecionar o processo que recebe a mensagem, como se fosse uma porta do TCP

A API DOLR• A API DOLR possui 4 operações:

– PUBLISHOBJECT(OG, Aid)• Publica o objeto O no nó local

– UNPUBLISHOBJECT(OG, Aid)• Tenta remover os mapeamentos de O

– ROUTETOOBJECT(OG, Aid)• Encaminha mensagem para a localização do objeto com GUID OG

– ROUTETONODE(N, Aid, Exact)• Encaminha mensagem para aplicação Aid no nó N.• Exact diz se o destino deve bater exatamente para efetuar a entrega (não

pode ser um surrogate)

• Como o Tapestry tira proveito do tamanho da rede, sugere-se o uso de uma única rede universal

A malha de roteamento

• O Tapestry mantém tabelas de rotas locais, em cada nó, chamadas neighbor links– São ordenados por prefixos– Roteiam bit a bit (4*** → 42** → 42A* → 42AD)– Cada nó tem um mapa com múltiplos níveis

A malha de roteamento(Da perspectiva de um único nó)

A malha de roteamento(Da perspectiva de um único nó)

• Os links saindo apontam para um prefixo em comum

• Rotas de maior nível possuem mais dígitos em comum

• Todos os links juntos formam a tabela de rotas local

A malha de roteamento(Caminho da mensagem)

A malha de roteamento(Caminho da mensagem)

• Mensagem originada em 5230 e com destino a 42AD

• Se o destino não for encontrado, a mensagem poderá ser entregue a um nó similar– Surrogate node

Localização e publicação de objetos

• Um servidor S, armazenando um objeto O (com GUID OG e raiz OR), periodicamente o publica via mensagem PUBLISH em direção à OR

• O que é raiz?– Se existe um nó com Nid = G, então esse nó é raiz

de G

Publicação de objeto no Tapestry

Publicação de objeto no Tapestry

• Duas cópias de um objeto (4378) são publicadas para o seu nó raiz (4377)

• Mensagens publish roteiam para a raiz, deixando um ponteiro para a localização em cada hop

• Quando houverem réplicas em mais de um servidor, cada servidor publica sua cópia

Rota para objeto em Tapestry

Rota para objeto em Tapestry

• Vários nós enviam mensagens para 4378, de diferentes pontos da rede

• As mensagens são roteadas para a raiz de 4378• Ao atingir o caminho do "publish", as mensagens são

roteadas para a cópia do objeto mais próxima• Cada nó, no caminho, checa se ele possui um

mapeamento para O– Caso positivo, encaminha para S– Caso contrário, encaminha a mensagem em direção à raiz

Algoritmos

• Inserção de nós– A inserção de um nó N, começa no surrogate node

do seu ID, S– S encontra p, maior prefixo compartilhado com

Nid– S envia uma mensagem Acknowledged Multicast

que chega a todos os nós com o mesmo prefixo p– Os nós que recebem a mensagem adicionam N às

suas tabelas

Algoritmos

• Remoção de nós:– Quando um nó deseja deixar o Tapestry, ele avisa

sua intenção a todos os nós que apontam para ele, junto com um "next hop", em sua substituição, para cada nível da tabela de roteamento

Arquitetura do Tapestry

Camadas funcionais do nó Tapestry

• Camada de transporte– Provê um canal de comunicação entre dois nós sobrepostos– Corresponde a camada 4 do modelo OSI

• Neighbor Link– Estabelece uma conexão com um nó remoto– Pode prover um canal seguro– Corresponde a sessão no modelo OSI

• Roteador– Nessa camada estão a tabela de rotas e os ponteiros para

objetos locais

Referências• B. Y. Zhao, L. Huang, J. Stribling, S. C. Rhea, A. D. Joseph and

J. D. Kubiatowicz, “Tapestry: A Resilient Global-Scale Overlay for Service Deployment”, IEEE Journal on Selected Areas in Communications, vol. 22, no. 1, january 2004, pp. 41-53.

• B. Y. Zhao, J. D. Kubiatowicz, and A. D. Joseph, “Tapestry: An infrastructure for fault-tolerant wide-area location and routing,” Univ. California, Berkeley, CA, Tech. Rep. CSD-01-1141, Apr. 2001.

• K. Hildrum, J. D. Kubiatowicz, S. Rao, and B. Y. Zhao, “Distributed object location in a dynamic network,” in Proc. SPAA, Winnipeg, Canada, Aug. 2002, pp. 41–52.