An Analysis of incentives mechanisms and evaluation on BitTorrent

Since the first peer-to-peer communities appeared, their number of users has increased considerably owing to the benefits they offer compared to their alternative architectures in the sharing and distribution of multimedia content. However, due to its distributed nature, they can suffer an important problem of misuse: free-riding. Free-riding consists on users consuming resources without contributing to the system. Such behaviour not only is not fair for the rest of the users, but also threatens the success of this type of nets. With the motivation to avoid free-riding, the mechanisms of incentives were born. They provide the system with a method to motivate the nodes and make them share their resources with the other users. In one word, they provide the net with the needed fairness to achieve a good performance for all users. This thesis is organised in two main parts. In the first part there is a comprehensive study of the state of the art regarding the incentive mechanisms, resulting in a classification depending on the characteristics of the studied algorithms. That study provides the reader with a first sight of the strengths and weaknesses of each algorithm. In the second part there is a test scenario based in the virtualization of machines that was useful to evaluate empirically some of the studied algorithms. Finally, a series of experiments were carried out in order to compare some characteristics of these algorithms and thus verify or deny the conclusions resulted in the study of the state of the art

Estudi i propostes de millora de la xarxa Guifi.net (I)

En el primer capítol d’aquest document es realitza una introducció a les comunitats de xarxes obertes sense fils i en concret a la comunitat Guifi.net, que és on es desenvolupa aquest projecte. Es descriu la finalitat de la comunitat i les aplicacions i característiques de la xarxa. Per finalitzar aquest capítol, també es realitza una menció a altres comunitats catalanes i de fora de Catalunya. En el segon capítol es realitza un recull de les tecnologies utilitzades a Guifi.net i les estudiades en aquest projecte. Es descriu el maquinari utilitzat en la xarxa, que també és l’utilitzat en l’estudi. També es descriu el software que s’utilitza en aquest maquinari amb les diferents distribucions de sistemes operatius que s’hi poden utilitzar. En la part de software també es desenvolupen les característiques d’una xarxa sense fils mòbil i els diferents protocols de comunicacions utilitzats. Dins d’aquest capítol també s’anuncien les propostes que es desenvoluparan posteriorment i que donaran com a resultat la resta de tasques d’aquest estudi. El tercer capítol correspon a la segona part de desenvolupament d’aquest estudi. Dins d’aquest capítol es cobreixen els aspectes referents a l’aplicació del protocol OLSR. Aquest protocol es posarà en pràctica en diferents escenaris, on cadascun fa referència a les diferents problemàtiques que existeixen a Guifi.net. Cada escenari es muntarà per a estudiar i comprovar el funcionament de les característiques del protocol. Tenint en compte que per al desenvolupament d’aquest estudi es disposa dels mateixos equips de hardware utilitzats a Guifi.net, es considera interessant el disseny, la realització i l’optimització de diferents escenaris amb el protocol. Mitjançant aquest protocol d’encaminament es pretén estudiar les possibles solucions a algunes problemàtiques, com l’escalabilitat de la xarxa, o introduir algunes millores com la mobilitat dels usuaris. En aquest capítol també es posa en pràctica el nou protocol sorgit fa relativament poc temps, derivat d’OLSR: B.A.T.M.A.N. Després de realitzar l’estudi pràctic d’ambdós protocols es realitza una comparativa entre ells. En el cinquè capítol es pretén realitzar una proposta d’aplicació de les tecnologies estudiades en el cas particular de Guifi.net. En aquesta proposta s’apliquen tots els coneixements que han estat fruit de l’estudi teòric i pràctic dels anteriors capítols, per a aconseguir una xarxa amb menys problemes d’escalabilitat i amb més mobilitat. S’apliquen els protocols estudiats, optimitzant-los per a una xarxa de les característiques de Guifi.net, però deixant marge de llibertat per a una hipotètica implantació tot realitzant recomanacions sobre les variacions de valors, per tal que s’adapti correctament a cada cas particular. Aquesta proposta es basa en una arquitectura jeràrquica de la xarxa per a aconseguir l’escalabilitat necessària per a Guifi.net. Finalment, en el sisè capítol es recullen les conclusions fruit de la realització de tot l’estudi i les propostes d’optimització. En aquest capítol també es realitzen les consideracions mediambientals del projecte i s’inclouen les línies futures que caldran desenvolupar.La societat de la informació és cada cop més gran i s’encamina cada cop més a utilitzar dispositius mòbils, ja que la societat necessita la mobilitat. La relació entre qualitat, amplada de banda i preu de les ADSL encara no és gaire favorable, especialment la qualitat i la cobertura de les ADSL rurals. Tot això ha provocat la creació de comunitats lliures d’intercanvi, a part d’Internet, utilitzant la tecnologia sense fils IEEE 802.11 que proporciona aquesta mobilitat a la societat de la informació. Les comunitats sense fils construïdes usant l’espectre obert permeten connectar la gent entre si des de qualsevol lloc. Una xarxa independent i global que estigui oberta a tothom pot ser molt valuosa, ja que les comunitats sense fils són una de les poques alternatives per a aconseguir una comunicació universal viable sense la intervenció d’intermediaris. Les comunitats de xarxes sense fils han experimentat un creixement i una extensió cada vegada més important gràcies a tots els beneficis que se’n poden obtenir. Una d’aquestes comunitats Wi-Fi és Guifi.net. Aquesta comunitat disposa d’una xarxa sense fils que ha crescut de forma exponencial, la qual cosa ha provocat últimament una deterioració en el servei proporcionat per la comunitat. Aquesta deterioració ve donada pel fet que els medis sense fils tenen unes característiques diferents als altres medis, la qual cosa fa que els protocols utilitzats en la xarxa no siguin del tot eficients. En aquest projecte s’han estudiat diferents protocols adaptats per a xarxes d’encaminament sense fils per a aconseguir minimitzar tots els problemes deguts al mitjà sense fils. Aquests protocols han estat provats en escenaris concrets per a veure el seu funcionament i extreure’n configuracions més eficients. L’entorn utilitzat en tot moment ha estat fidel a Guifi.net, des de la utilització del mateix hardware/software, fins a les topologies utilitzades

Estudi i propostes de millora de la xarxa Guifi.net (I)

En el primer capítol d’aquest document es realitza una introducció a les comunitats de xarxes obertes sense fils i en concret a la comunitat Guifi.net, que és on es desenvolupa aquest projecte. Es descriu la finalitat de la comunitat i les aplicacions i característiques de la xarxa. Per finalitzar aquest capítol, també es realitza una menció a altres comunitats catalanes i de fora de Catalunya. En el segon capítol es realitza un recull de les tecnologies utilitzades a Guifi.net i les estudiades en aquest projecte. Es descriu el maquinari utilitzat en la xarxa, que també és l’utilitzat en l’estudi. També es descriu el software que s’utilitza en aquest maquinari amb les diferents distribucions de sistemes operatius que s’hi poden utilitzar. En la part de software també es desenvolupen les característiques d’una xarxa sense fils mòbil i els diferents protocols de comunicacions utilitzats. Dins d’aquest capítol també s’anuncien les propostes que es desenvoluparan posteriorment i que donaran com a resultat la resta de tasques d’aquest estudi. El tercer capítol correspon a la segona part de desenvolupament d’aquest estudi. Dins d’aquest capítol es cobreixen els aspectes referents a l’aplicació del protocol OLSR. Aquest protocol es posarà en pràctica en diferents escenaris, on cadascun fa referència a les diferents problemàtiques que existeixen a Guifi.net. Cada escenari es muntarà per a estudiar i comprovar el funcionament de les característiques del protocol. Tenint en compte que per al desenvolupament d’aquest estudi es disposa dels mateixos equips de hardware utilitzats a Guifi.net, es considera interessant el disseny, la realització i l’optimització de diferents escenaris amb el protocol. Mitjançant aquest protocol d’encaminament es pretén estudiar les possibles solucions a algunes problemàtiques, com l’escalabilitat de la xarxa, o introduir algunes millores com la mobilitat dels usuaris. En aquest capítol també es posa en pràctica el nou protocol sorgit fa relativament poc temps, derivat d’OLSR: B.A.T.M.A.N. Després de realitzar l’estudi pràctic d’ambdós protocols es realitza una comparativa entre ells. En el cinquè capítol es pretén realitzar una proposta d’aplicació de les tecnologies estudiades en el cas particular de Guifi.net. En aquesta proposta s’apliquen tots els coneixements que han estat fruit de l’estudi teòric i pràctic dels anteriors capítols, per a aconseguir una xarxa amb menys problemes d’escalabilitat i amb més mobilitat. S’apliquen els protocols estudiats, optimitzant-los per a una xarxa de les característiques de Guifi.net, però deixant marge de llibertat per a una hipotètica implantació tot realitzant recomanacions sobre les variacions de valors, per tal que s’adapti correctament a cada cas particular. Aquesta proposta es basa en una arquitectura jeràrquica de la xarxa per a aconseguir l’escalabilitat necessària per a Guifi.net. Finalment, en el sisè capítol es recullen les conclusions fruit de la realització de tot l’estudi i les propostes d’optimització. En aquest capítol també es realitzen les consideracions mediambientals del projecte i s’inclouen les línies futures que caldran desenvolupar.La societat de la informació és cada cop més gran i s’encamina cada cop més a utilitzar dispositius mòbils, ja que la societat necessita la mobilitat. La relació entre qualitat, amplada de banda i preu de les ADSL encara no és gaire favorable, especialment la qualitat i la cobertura de les ADSL rurals. Tot això ha provocat la creació de comunitats lliures d’intercanvi, a part d’Internet, utilitzant la tecnologia sense fils IEEE 802.11 que proporciona aquesta mobilitat a la societat de la informació. Les comunitats sense fils construïdes usant l’espectre obert permeten connectar la gent entre si des de qualsevol lloc. Una xarxa independent i global que estigui oberta a tothom pot ser molt valuosa, ja que les comunitats sense fils són una de les poques alternatives per a aconseguir una comunicació universal viable sense la intervenció d’intermediaris. Les comunitats de xarxes sense fils han experimentat un creixement i una extensió cada vegada més important gràcies a tots els beneficis que se’n poden obtenir. Una d’aquestes comunitats Wi-Fi és Guifi.net. Aquesta comunitat disposa d’una xarxa sense fils que ha crescut de forma exponencial, la qual cosa ha provocat últimament una deterioració en el servei proporcionat per la comunitat. Aquesta deterioració ve donada pel fet que els medis sense fils tenen unes característiques diferents als altres medis, la qual cosa fa que els protocols utilitzats en la xarxa no siguin del tot eficients. En aquest projecte s’han estudiat diferents protocols adaptats per a xarxes d’encaminament sense fils per a aconseguir minimitzar tots els problemes deguts al mitjà sense fils. Aquests protocols han estat provats en escenaris concrets per a veure el seu funcionament i extreure’n configuracions més eficients. L’entorn utilitzat en tot moment ha estat fidel a Guifi.net, des de la utilització del mateix hardware/software, fins a les topologies utilitzades

An Analysis of incentives mechanisms and evaluation on BitTorrent

Since the first peer-to-peer communities appeared, their number of users has increased considerably owing to the benefits they offer compared to their alternative architectures in the sharing and distribution of multimedia content. However, due to its distributed nature, they can suffer an important problem of misuse: free-riding. Free-riding consists on users consuming resources without contributing to the system. Such behaviour not only is not fair for the rest of the users, but also threatens the success of this type of nets. With the motivation to avoid free-riding, the mechanisms of incentives were born. They provide the system with a method to motivate the nodes and make them share their resources with the other users. In one word, they provide the net with the needed fairness to achieve a good performance for all users. This thesis is organised in two main parts. In the first part there is a comprehensive study of the state of the art regarding the incentive mechanisms, resulting in a classification depending on the characteristics of the studied algorithms. That study provides the reader with a first sight of the strengths and weaknesses of each algorithm. In the second part there is a test scenario based in the virtualization of machines that was useful to evaluate empirically some of the studied algorithms. Finally, a series of experiments were carried out in order to compare some characteristics of these algorithms and thus verify or deny the conclusions resulted in the study of the state of the art

An Analysis of incentives mechanisms and evaluation on BitTorrent

Since the first peer-to-peer communities appeared, their number of users has increased considerably owing to the benefits they offer compared to their alternative architectures in the sharing and distribution of multimedia content. However, due to its distributed nature, they can suffer an important problem of misuse: free-riding. Free-riding consists on users consuming resources without contributing to the system. Such behaviour not only is not fair for the rest of the users, but also threatens the success of this type of nets. With the motivation to avoid free-riding, the mechanisms of incentives were born. They provide the system with a method to motivate the nodes and make them share their resources with the other users. In one word, they provide the net with the needed fairness to achieve a good performance for all users. This thesis is organised in two main parts. In the first part there is a comprehensive study of the state of the art regarding the incentive mechanisms, resulting in a classification depending on the characteristics of the studied algorithms. That study provides the reader with a first sight of the strengths and weaknesses of each algorithm. In the second part there is a test scenario based in the virtualization of machines that was useful to evaluate empirically some of the studied algorithms. Finally, a series of experiments were carried out in order to compare some characteristics of these algorithms and thus verify or deny the conclusions resulted in the study of the state of the art

Estudi i propostes de millora de la xarxa Guifi.net (I)

En el primer capítol d’aquest document es realitza una introducció a les comunitats de xarxes obertes sense fils i en concret a la comunitat Guifi.net, que és on es desenvolupa aquest projecte. Es descriu la finalitat de la comunitat i les aplicacions i característiques de la xarxa. Per finalitzar aquest capítol, també es realitza una menció a altres comunitats catalanes i de fora de Catalunya. En el segon capítol es realitza un recull de les tecnologies utilitzades a Guifi.net i les estudiades en aquest projecte. Es descriu el maquinari utilitzat en la xarxa, que també és l’utilitzat en l’estudi. També es descriu el software que s’utilitza en aquest maquinari amb les diferents distribucions de sistemes operatius que s’hi poden utilitzar. En la part de software també es desenvolupen les característiques d’una xarxa sense fils mòbil i els diferents protocols de comunicacions utilitzats. Dins d’aquest capítol també s’anuncien les propostes que es desenvoluparan posteriorment i que donaran com a resultat la resta de tasques d’aquest estudi. El tercer capítol correspon a la segona part de desenvolupament d’aquest estudi. Dins d’aquest capítol es cobreixen els aspectes referents a l’aplicació del protocol OLSR. Aquest protocol es posarà en pràctica en diferents escenaris, on cadascun fa referència a les diferents problemàtiques que existeixen a Guifi.net. Cada escenari es muntarà per a estudiar i comprovar el funcionament de les característiques del protocol. Tenint en compte que per al desenvolupament d’aquest estudi es disposa dels mateixos equips de hardware utilitzats a Guifi.net, es considera interessant el disseny, la realització i l’optimització de diferents escenaris amb el protocol. Mitjançant aquest protocol d’encaminament es pretén estudiar les possibles solucions a algunes problemàtiques, com l’escalabilitat de la xarxa, o introduir algunes millores com la mobilitat dels usuaris. En aquest capítol també es posa en pràctica el nou protocol sorgit fa relativament poc temps, derivat d’OLSR: B.A.T.M.A.N. Després de realitzar l’estudi pràctic d’ambdós protocols es realitza una comparativa entre ells. En el cinquè capítol es pretén realitzar una proposta d’aplicació de les tecnologies estudiades en el cas particular de Guifi.net. En aquesta proposta s’apliquen tots els coneixements que han estat fruit de l’estudi teòric i pràctic dels anteriors capítols, per a aconseguir una xarxa amb menys problemes d’escalabilitat i amb més mobilitat. S’apliquen els protocols estudiats, optimitzant-los per a una xarxa de les característiques de Guifi.net, però deixant marge de llibertat per a una hipotètica implantació tot realitzant recomanacions sobre les variacions de valors, per tal que s’adapti correctament a cada cas particular. Aquesta proposta es basa en una arquitectura jeràrquica de la xarxa per a aconseguir l’escalabilitat necessària per a Guifi.net. Finalment, en el sisè capítol es recullen les conclusions fruit de la realització de tot l’estudi i les propostes d’optimització. En aquest capítol també es realitzen les consideracions mediambientals del projecte i s’inclouen les línies futures que caldran desenvolupar.La societat de la informació és cada cop més gran i s’encamina cada cop més a utilitzar dispositius mòbils, ja que la societat necessita la mobilitat. La relació entre qualitat, amplada de banda i preu de les ADSL encara no és gaire favorable, especialment la qualitat i la cobertura de les ADSL rurals. Tot això ha provocat la creació de comunitats lliures d’intercanvi, a part d’Internet, utilitzant la tecnologia sense fils IEEE 802.11 que proporciona aquesta mobilitat a la societat de la informació. Les comunitats sense fils construïdes usant l’espectre obert permeten connectar la gent entre si des de qualsevol lloc. Una xarxa independent i global que estigui oberta a tothom pot ser molt valuosa, ja que les comunitats sense fils són una de les poques alternatives per a aconseguir una comunicació universal viable sense la intervenció d’intermediaris. Les comunitats de xarxes sense fils han experimentat un creixement i una extensió cada vegada més important gràcies a tots els beneficis que se’n poden obtenir. Una d’aquestes comunitats Wi-Fi és Guifi.net. Aquesta comunitat disposa d’una xarxa sense fils que ha crescut de forma exponencial, la qual cosa ha provocat últimament una deterioració en el servei proporcionat per la comunitat. Aquesta deterioració ve donada pel fet que els medis sense fils tenen unes característiques diferents als altres medis, la qual cosa fa que els protocols utilitzats en la xarxa no siguin del tot eficients. En aquest projecte s’han estudiat diferents protocols adaptats per a xarxes d’encaminament sense fils per a aconseguir minimitzar tots els problemes deguts al mitjà sense fils. Aquests protocols han estat provats en escenaris concrets per a veure el seu funcionament i extreure’n configuracions més eficients. L’entorn utilitzat en tot moment ha estat fidel a Guifi.net, des de la utilització del mateix hardware/software, fins a les topologies utilitzades