468 research outputs found
A Secure and User Privacy-Preserving Searching Protocol for Peer-to-Peer Networks
File sharing peer-to-peer networks have become quite popular of late as a new paradigm for information exchange among large number of users in the Internet. However, these networks suffer from several problems such as fake content distribution, free riding, whitewashing, poor search scalability, lack of a robust trust model and absence of user privacy protection mechanism. In this paper, a secure and efficient searching scheme for peer-to-peer networks has been proposed that utilizes topology adaptation by constructing an overlay of trusted peers where the neighbors are selected based on their trust ratings and content similarities. While increasing the search efficiency by intelligently exploiting the formation of semantic community structures among the trustworthy peers, the scheme provides a highly reliable module for protecting the privacy of the users and data in the network. Simulation results have demonstrated that the proposed scheme provides efficient searching to good peers while penalizing the malicious peers by increasing their search times
A connection management protocol for promoting cooperation in Peer-to-Peer networks
Cataloged from PDF version of article.The existence of a high degree of free riding in Peer-to-Peer (P2P) networks is an important threat that should be addressed while designing P2P protocols. In this paper we propose a connection-based solution that will help to reduce the free riding effects on a P2P network and discourage free riding. Our solution includes a novel P2P connection type and an adaptive connection management protocol that dynamically establishes and adapts a P2P network topology considering the contributions of peers. The aim of the protocol is to bring contributing peers closer to each other on the adapted topology and to push the free riders away from the contributors. In this way contribution is promoted and free riding is discouraged. Unlike some other proposals against free riding, our solution does not require any permanent identification of peers or a security infrastructure for maintaining a global reputation system. It is shown through simulation experiments that there is a significant improvement in performance for contributing peers in a network that applies our protocol. © 2007 Elsevier B.V. All rights reserved
Trade-off among timeliness, messages and accuracy for large-Ssale information management
The increasing amount of data and the number of nodes in large-scale environments
require new techniques for information management. Examples of such environments
are the decentralized infrastructures of Computational Grid and Computational
Cloud applications. These large-scale applications need different kinds
of aggregated information such as resource monitoring, resource discovery or economic
information. The challenge of providing timely and accurate information
in large scale environments arise from the distribution of the information. Reasons
for delays in distributed information system are a long information transmission
time due to the distribution, churn and failures.
A problem of large applications such as peer-to-peer (P2P) systems is the increasing
retrieval time of the information due to the decentralization of the data
and the failure proneness. However, many applications need a timely information
provision. Another problem is an increasing network consumption when the application
scales to millions of users and data. Using approximation techniques allows
reducing the retrieval time and the network consumption. However, the usage of
approximation techniques decreases the accuracy of the results. Thus, the remaining
problem is to offer a trade-off in order to solve the conflicting requirements of
fast information retrieval, accurate results and low messaging cost.
Our goal is to reach a self-adaptive decision mechanism to offer a trade-off
among the retrieval time, the network consumption and the accuracy of the result.
Self-adaption enables distributed software to modify its behavior based on
changes in the operating environment. In large-scale information systems that use
hierarchical data aggregation, we apply self-adaptation to control the approximation
used for the information retrieval and reduces the network consumption and
the retrieval time. The hypothesis of the thesis is that approximation techniquescan reduce the retrieval time and the network consumption while guaranteeing an
accuracy of the results, while considering user’s defined priorities.
First, this presented research addresses the problem of a trade-off among a
timely information retrieval, accurate results and low messaging cost by proposing
a summarization algorithm for resource discovery in P2P-content networks.
After identifying how summarization can improve the discovery process, we propose
an algorithm which uses a precision-recall metric to compare the accuracy
and to offer a user-driven trade-off. Second, we propose an algorithm that applies
a self-adaptive decision making on each node. The decision is about the pruning
of the query and returning the result instead of continuing the query. The pruning
reduces the retrieval time and the network consumption at the cost of a lower accuracy
in contrast to continuing the query. The algorithm uses an analytic hierarchy
process to assess the user’s priorities and to propose a trade-off in order to satisfy
the accuracy requirements with a low message cost and a short delay.
A quantitative analysis evaluates our presented algorithms with a simulator,
which is fed with real data of a network topology and the nodes’ attributes. The
usage of a simulator instead of the prototype allows the evaluation in a large scale
of several thousands of nodes. The algorithm for content summarization is evaluated
with half a million of resources and with different query types. The selfadaptive
algorithm is evaluated with a simulator of several thousands of nodes
that are created from real data. A qualitative analysis addresses the integration
of the simulator’s components in existing market frameworks for Computational
Grid and Cloud applications.
The proposed content summarization algorithm reduces the information retrieval
time from a logarithmic increase to a constant factor. Furthermore, the
message size is reduced significantly by applying the summarization technique.
For the user, a precision-recall metric allows defining the relation between the retrieval
time and the accuracy. The self-adaptive algorithm reduces the number of
messages needed from an exponential increase to a constant factor. At the same
time, the retrieval time is reduced to a constant factor under an increasing number
of nodes. Finally, the algorithm delivers the data with the required accuracy
adjusting the depth of the query according to the network conditions.La gestió de la informació exigeix noves tècniques que tractin amb la creixent
quantitat de dades i nodes en entorns a gran escala. Alguns exemples d’aquests
entorns són les infraestructures descentralitzades de Computacional Grid i Cloud.
Les aplicacions a gran escala necessiten diferents classes d’informació agregada
com monitorització de recursos i informació econòmica. El desafiament de proporcionar
una provisió rà pida i acurada d’informació en ambients de grans escala
sorgeix de la distribució de la informació. Una raó és que el sistema d’informació
ha de tractar amb l’adaptabilitat i fracassos d’aquests ambients.
Un problema amb aplicacions molt grans com en sistemes peer-to-peer (P2P)
és el creixent temps de recuperació de l’informació a causa de la descentralització
de les dades i la facilitat al fracà s. No obstant això, moltes aplicacions necessiten
una provisió d’informació puntual. A més, alguns usuaris i aplicacions accepten
inexactituds dels resultats si la informació es reparteix a temps. A més i més, el
consum de xarxa creixent fa que sorgeixi un altre problema per l’escalabilitat del
sistema. La utilització de tècniques d’aproximació permet reduir el temps de recuperació
i el consum de xarxa. No obstant això, l’ús de tècniques d’aproximació
disminueix la precisió dels resultats. AixÃ, el problema restant és oferir un compromÃs
per resoldre els requisits en conflicte d’extracció de la informació rà pida,
resultats acurats i cost d’enviament baix.
El nostre objectiu és obtenir un mecanisme de decisió completament autoadaptatiu
per tal d’oferir el compromÃs entre temps de recuperació, consum de
xarxa i precisió del resultat. AutoadaptacÃo permet al programari distribuït modificar
el seu comportament en funció dels canvis a l’entorn d’operació. En sistemes
d’informació de gran escala que utilitzen agregació de dades jerà rquica,
l’auto-adaptació permet controlar l’aproximació utilitzada per a l’extracció de la informació i redueixen el consum de xarxa i el temps de recuperació. La hipòtesi
principal d’aquesta tesi és que els tècniques d’aproximació permeten reduir el
temps de recuperació i el consum de xarxa mentre es garanteix una precisió adequada
definida per l’usari.
La recerca que es presenta, introdueix un algoritme de sumarització de continguts
per a la descoberta de recursos a xarxes de contingut P2P. Després d’identificar
com sumarització pot millorar el procés de descoberta, proposem una mètrica que
s’utilitza per comparar la precisió i oferir un compromÃs definit per l’usuari. Després,
introduïm un algoritme nou que aplica l’auto-adaptació a un ordre per satisfer
els requisits de precisió amb un cost de missatge baix i un retard curt. Basat
en les prioritats d’usuari, l’algoritme troba automà ticament un compromÃs.
L’anà lisi quantitativa avalua els algoritmes presentats amb un simulador per
permetre l’evacuació d’uns quants milers de nodes. El simulador s’alimenta amb
dades d’una topologia de xarxa i uns atributs dels nodes reals. L’algoritme de
sumarització de contingut s’avalua amb mig milió de recursos i amb diferents
tipus de sol·licituds. L’anà lisi qualitativa avalua la integració del components del
simulador en estructures de mercat existents per a aplicacions de Computacional
Grid i Cloud. AixÃ, la funcionalitat implementada del simulador (com el procés
d’agregació i la query language) és comprovada per la integració de prototips.
L’algoritme de sumarització de contingut proposat redueix el temps d’extracció
de l’informació d’un augment logarÃtmic a un factor constant. A més, també permet
que la mida del missatge es redueix significativament. Per a l’usuari, una
precision-recall mètric permet definir la relació entre el nivell de precisió i el
temps d’extracció de la informació. Alhora, el temps de recuperació es redueix
a un factor constant sota un nombre creixent de nodes. Finalment, l’algoritme
reparteix les dades amb la precisió exigida i ajusta la profunditat de la sol·licitud
segons les condicions de xarxa. Els algoritmes introduïts són prometedors per ser
utilitzats per l’agregació d’informació en nous sistemes de gestió de la informació
de gran escala en el futur
Trade-off among timeliness, messages and accuracy for large-Ssale information management
The increasing amount of data and the number of nodes in large-scale environments
require new techniques for information management. Examples of such environments
are the decentralized infrastructures of Computational Grid and Computational
Cloud applications. These large-scale applications need different kinds
of aggregated information such as resource monitoring, resource discovery or economic
information. The challenge of providing timely and accurate information
in large scale environments arise from the distribution of the information. Reasons
for delays in distributed information system are a long information transmission
time due to the distribution, churn and failures.
A problem of large applications such as peer-to-peer (P2P) systems is the increasing
retrieval time of the information due to the decentralization of the data
and the failure proneness. However, many applications need a timely information
provision. Another problem is an increasing network consumption when the application
scales to millions of users and data. Using approximation techniques allows
reducing the retrieval time and the network consumption. However, the usage of
approximation techniques decreases the accuracy of the results. Thus, the remaining
problem is to offer a trade-off in order to solve the conflicting requirements of
fast information retrieval, accurate results and low messaging cost.
Our goal is to reach a self-adaptive decision mechanism to offer a trade-off
among the retrieval time, the network consumption and the accuracy of the result.
Self-adaption enables distributed software to modify its behavior based on
changes in the operating environment. In large-scale information systems that use
hierarchical data aggregation, we apply self-adaptation to control the approximation
used for the information retrieval and reduces the network consumption and
the retrieval time. The hypothesis of the thesis is that approximation techniquescan reduce the retrieval time and the network consumption while guaranteeing an
accuracy of the results, while considering user’s defined priorities.
First, this presented research addresses the problem of a trade-off among a
timely information retrieval, accurate results and low messaging cost by proposing
a summarization algorithm for resource discovery in P2P-content networks.
After identifying how summarization can improve the discovery process, we propose
an algorithm which uses a precision-recall metric to compare the accuracy
and to offer a user-driven trade-off. Second, we propose an algorithm that applies
a self-adaptive decision making on each node. The decision is about the pruning
of the query and returning the result instead of continuing the query. The pruning
reduces the retrieval time and the network consumption at the cost of a lower accuracy
in contrast to continuing the query. The algorithm uses an analytic hierarchy
process to assess the user’s priorities and to propose a trade-off in order to satisfy
the accuracy requirements with a low message cost and a short delay.
A quantitative analysis evaluates our presented algorithms with a simulator,
which is fed with real data of a network topology and the nodes’ attributes. The
usage of a simulator instead of the prototype allows the evaluation in a large scale
of several thousands of nodes. The algorithm for content summarization is evaluated
with half a million of resources and with different query types. The selfadaptive
algorithm is evaluated with a simulator of several thousands of nodes
that are created from real data. A qualitative analysis addresses the integration
of the simulator’s components in existing market frameworks for Computational
Grid and Cloud applications.
The proposed content summarization algorithm reduces the information retrieval
time from a logarithmic increase to a constant factor. Furthermore, the
message size is reduced significantly by applying the summarization technique.
For the user, a precision-recall metric allows defining the relation between the retrieval
time and the accuracy. The self-adaptive algorithm reduces the number of
messages needed from an exponential increase to a constant factor. At the same
time, the retrieval time is reduced to a constant factor under an increasing number
of nodes. Finally, the algorithm delivers the data with the required accuracy
adjusting the depth of the query according to the network conditions.La gestió de la informació exigeix noves tècniques que tractin amb la creixent
quantitat de dades i nodes en entorns a gran escala. Alguns exemples d’aquests
entorns són les infraestructures descentralitzades de Computacional Grid i Cloud.
Les aplicacions a gran escala necessiten diferents classes d’informació agregada
com monitorització de recursos i informació econòmica. El desafiament de proporcionar
una provisió rà pida i acurada d’informació en ambients de grans escala
sorgeix de la distribució de la informació. Una raó és que el sistema d’informació
ha de tractar amb l’adaptabilitat i fracassos d’aquests ambients.
Un problema amb aplicacions molt grans com en sistemes peer-to-peer (P2P)
és el creixent temps de recuperació de l’informació a causa de la descentralització
de les dades i la facilitat al fracà s. No obstant això, moltes aplicacions necessiten
una provisió d’informació puntual. A més, alguns usuaris i aplicacions accepten
inexactituds dels resultats si la informació es reparteix a temps. A més i més, el
consum de xarxa creixent fa que sorgeixi un altre problema per l’escalabilitat del
sistema. La utilització de tècniques d’aproximació permet reduir el temps de recuperació
i el consum de xarxa. No obstant això, l’ús de tècniques d’aproximació
disminueix la precisió dels resultats. AixÃ, el problema restant és oferir un compromÃs
per resoldre els requisits en conflicte d’extracció de la informació rà pida,
resultats acurats i cost d’enviament baix.
El nostre objectiu és obtenir un mecanisme de decisió completament autoadaptatiu
per tal d’oferir el compromÃs entre temps de recuperació, consum de
xarxa i precisió del resultat. AutoadaptacÃo permet al programari distribuït modificar
el seu comportament en funció dels canvis a l’entorn d’operació. En sistemes
d’informació de gran escala que utilitzen agregació de dades jerà rquica,
l’auto-adaptació permet controlar l’aproximació utilitzada per a l’extracció de la informació i redueixen el consum de xarxa i el temps de recuperació. La hipòtesi
principal d’aquesta tesi és que els tècniques d’aproximació permeten reduir el
temps de recuperació i el consum de xarxa mentre es garanteix una precisió adequada
definida per l’usari.
La recerca que es presenta, introdueix un algoritme de sumarització de continguts
per a la descoberta de recursos a xarxes de contingut P2P. Després d’identificar
com sumarització pot millorar el procés de descoberta, proposem una mètrica que
s’utilitza per comparar la precisió i oferir un compromÃs definit per l’usuari. Després,
introduïm un algoritme nou que aplica l’auto-adaptació a un ordre per satisfer
els requisits de precisió amb un cost de missatge baix i un retard curt. Basat
en les prioritats d’usuari, l’algoritme troba automà ticament un compromÃs.
L’anà lisi quantitativa avalua els algoritmes presentats amb un simulador per
permetre l’evacuació d’uns quants milers de nodes. El simulador s’alimenta amb
dades d’una topologia de xarxa i uns atributs dels nodes reals. L’algoritme de
sumarització de contingut s’avalua amb mig milió de recursos i amb diferents
tipus de sol·licituds. L’anà lisi qualitativa avalua la integració del components del
simulador en estructures de mercat existents per a aplicacions de Computacional
Grid i Cloud. AixÃ, la funcionalitat implementada del simulador (com el procés
d’agregació i la query language) és comprovada per la integració de prototips.
L’algoritme de sumarització de contingut proposat redueix el temps d’extracció
de l’informació d’un augment logarÃtmic a un factor constant. A més, també permet
que la mida del missatge es redueix significativament. Per a l’usuari, una
precision-recall mètric permet definir la relació entre el nivell de precisió i el
temps d’extracció de la informació. Alhora, el temps de recuperació es redueix
a un factor constant sota un nombre creixent de nodes. Finalment, l’algoritme
reparteix les dades amb la precisió exigida i ajusta la profunditat de la sol·licitud
segons les condicions de xarxa. Els algoritmes introduïts són prometedors per ser
utilitzats per l’agregació d’informació en nous sistemes de gestió de la informació
de gran escala en el futur.Postprint (published version
User-Centric Quality of Service Provisioning in IP Networks
The Internet has become the preferred transport medium for almost every type of communication, continuing to grow, both in terms of the number of users and delivered services. Efforts have been made to ensure that time sensitive applications receive sufficient resources and subsequently receive an acceptable Quality of Service (QoS). However, typical Internet users no longer use a single service at a given point in time, as they are instead engaged in a multimedia-rich experience, comprising of many different concurrent services. Given the scalability problems raised by the diversity of the users and traffic, in conjunction with their increasing expectations, the task of QoS provisioning can no longer be approached from the perspective of providing priority to specific traffic types over coexisting services; either through explicit resource reservation, or traffic classification using static policies, as is the case with the current approach to QoS provisioning, Differentiated Services (Diffserv). This current use of static resource allocation and traffic shaping methods reveals a distinct lack of synergy between current QoS practices and user activities, thus highlighting a need for a QoS solution reflecting the user services.
The aim of this thesis is to investigate and propose a novel QoS architecture, which considers the activities of the user and manages resources from a user-centric perspective. The research begins with a comprehensive examination of existing QoS technologies and mechanisms, arguing that current QoS practises are too static in their configuration and typically give priority to specific individual services rather than considering the user experience. The analysis also reveals the potential threat that unresponsive application traffic presents to coexisting Internet services and QoS efforts, and introduces the requirement for a balance between application QoS and fairness.
This thesis proposes a novel architecture, the Congestion Aware Packet Scheduler (CAPS), which manages and controls traffic at the point of service aggregation, in order to optimise the overall QoS of the user experience. The CAPS architecture, in contrast to traditional QoS alternatives, places no predetermined precedence on a specific traffic; instead, it adapts QoS policies to each individual’s Internet traffic profile and dynamically controls the ratio of user services to maintain an optimised QoS experience. The rationale behind this approach was to enable a QoS optimised experience to each Internet user and not just those using preferred services. Furthermore, unresponsive bandwidth intensive applications, such as Peer-to-Peer, are managed fairly while minimising their impact on coexisting services.
The CAPS architecture has been validated through extensive simulations with the topologies used replicating the complexity and scale of real-network ISP infrastructures. The results show that for a number of different user-traffic profiles, the proposed approach achieves an improved aggregate QoS for each user when compared with Best effort Internet, Traditional Diffserv and Weighted-RED configurations. Furthermore, the results demonstrate that the proposed architecture not only provides an optimised QoS to the user, irrespective of their traffic profile, but through the avoidance of static resource allocation, can adapt with the Internet user as their use of services change.France Teleco
- …