Tapestry Henrique Denes Hilgenberg Fernandes Agenda Introduo Estado

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 infraestrutura para roteamento em redes P 2 P sobrepostas • Altamente escalável • Bom para réplicas de objetos • Provê DOLR (Decentralized Object Location and Routing)

Estado da arte • 1 as. P 2 P – 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 P 2 P 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 node. ID – 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) • Node. ID’s e GUID’s podem ser obtidos usando-se hash, por exemplo, SHA-1 • Nós têm node. ID’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 A* → 42 AD) – 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 42 AD • 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 widearea 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.