Handling Churn in a DHT

1
Handling Churn in a DHT

• Andreas Wigmostad Bjerkhaug

2
Hva er DHT og churn?

• DHT Distributed Hash Table Et assosiativt
  kart for P2P-applikasjoner, gjør det mulig å
  gjøre lookup ved å mappe hash-verdier til noder.
• Churn Den kontinuerlige prosessen av at noder
  kommer inn i og forlater systemet.

3
Leaf sets og routing table

• Leaf set
• Routing table

4
Recursive lookup
5
Iterative lookup
6
Churn er et problem
7
Håndtering av churn

• Recovering from failures
• Routing aroung suspected failures (timeout)
• Proximity neighbor selection

8
Reactive recovery

• Når en node i løvsettet til noden går ut av
  systemet eller kommer inn, sender noden hele
  løvsettet sitt til alle noder i løvsettet.
• Problem Positive feedback cycles
• Løsning Være mer konservativ når man sier at en
  node har gått ut av settet.

9
Periodic recovery

• Noden deler periodisk sitt løvsett med alle
  medlemmer av settet (som igjen deler sitt løvsett
  med den aktuelle node).
• Dette skjer uavhengig av når noder kommer inn og
  går ut av systemet.
• Unngår positive feedback cycles.
• Øker graden av scalability i systemer med mye
  churn.

10
Utregning av timeout-tider

• 5 sekunder timeout som kontroll eksperiment
• TCP-style timeouts
• Timeout fra virtuelle koordinater

11
TCP-style timeout

• Forutsetter recursive lookup.
• Noden tar vare på responstider fra sine naboer.
• Timeout utregnes somRTO AVG 4 x VAR

12
Timeout fra virtuelle koordinater

• Fungerer også under iterative routing.
• Man benytter en distribuert maskinlæringalgoritme
  som tildeler noder koordinater i et virtuelt rom.
• Koordinatene deles ut slik at avstanden mellom 2
  noder i rommet er proporsjonal med latency i
  nettverket mellom dem.
• Timeout regnes ut somRTO v 6 x a 15

13
Resulater for timeout eksperiment
14
Proximity neighbor selection (PNS)

• Går ut på å finne nærmeste node med rett prefix
  under lookup.
• Metoder
• Global sampling.
• Neighbors neighbors.
• Neighbors inverse neighbors.
• Recursive sampling.

15
Resultater fra PNS eksperiment
16
Konklusjon

• Recovery
• Man unngår positive feedback cycles når man
  benytter peroidisk recovery.
• Periodisk recovery fungerer bedre under churn når
  løvsettet blir stort.
• Timeout
• TCP-metoden best så lenge man benytter rekursiv
  lookup.
• Proximity neighbor selection
• Man trenger ikke mer enn en enkel global sampling
  for å få bra resultater.

17
Comparing the performance of distributed hash
tables under churn
18
Eksperimentet

• Bruker lookup latency som parameter både for
  kostnad of ytelse.
• Ser på 4 eksisterende DHT-protokoller
• Tapestry
• Chord
• Kelips
• Kademlia

19
Convex hull
20
Resultater og konklusjon

• Alle protokollene kan få omtrent samme ytelse om
  parametrene er valgt korrekt.
• Velge parametrene korrekt er ingen enkel sak.
• Samme type parametre kan ha ulik effekt på de
  ulike protokollene.