Contribución a la distribución de contenidos multimedia sobre redes peer-to-peer

Resumen

Los sistemas cooperativos se despliegan sobre solapamientos de red con el objetivo de compartir ancho de banda, un recurso que hasta el momento no ha sido compartido masivamente. Estos sistemas construyen un solapamiento de red para coordinar los diferentes nodos y una red de distribución para el contenido. En los sistemas cooperativos actuales (SplitStream/Scribe/Pastry y Bayeux/ Tapestry), las dos redes comparten la misma topología. Siendo el árbol de distribución del contenido, un subconjunto de la topología de la red de control. El árbol de distribución es fácil de construir, pero fuerza a participar en el árbol de distribución ánodos intermedios no interesados en la recepción del flujo multimedia. En un escenario de nodos heterogéneos en cuanto a ancho de banda se refiere, el ancho de banda de suida necesario para reenviar el contenido a N hijos, puede no estar disponible en los nodos no interesados. Además, este escenario puede no ser aceptable debido a que los nodos forzados a participar en el reenvío, generan copias adicionales del flujo multimedia en la red física. Cuando el número de nodos interesados es un subconjunto de todos los nodos conectados, si construimos un árbol específico de distribución aparece una pequeña sobrecarga durante la construcción. Sin embargo, si construimos el árbol de distribución usando la red de control, e incluyendo a los nodos no interesados en recibir el flujo, entonces una gran cantidad de copias extra del flujo multimedia serán retransmitidas en la red física. Por lo tanto cuando el flujo multimedia consume un ancho de banda significativo (por ejemplo video o audio en formato streaming), la primera solución es más efectiva desde el punto de vista de la red y de los nodos. Nuestra solución permite construir árboles específicos con una topología independiente de la de la red de control. Los árboles solo se construyen por los nodos interesados en el flujo multimedia, y éstos pueden ser totalmente heterogéneos en cuanto a sus recursos (principalmente ancho de banda). El proceso de unión al árbol es totalmente distribuido y altamente escalable, generando una sobrecarga baja en la red. La construcción del árbol se realiza de una forma totalmente distribuida y escalable, publicando los nodos ya enganchados al árbol la información sobre la topología actual de la red , y segundo, mediante la localización por parte de los nuevos nodos de esa información. La publicación y localización de huecos se puede construir sobre el solapamiento Chord usando la primitiva de almacenamiento de pares <clave,valor> y una ligeramente modificada primitiva de búsqueda. Asimismo nuestra solución puede ser aplicada para construir árboles multiflujo. Cooperative systems are deployed over overlay networks in order to share a resource, bandwidth, which up to now has not been widely shared. Those systems build an overlay control network, for the coordination algorithm among the different peers, and a distribution network, for the contení. In the most popular fully distributed cooperative systems (like in Split- Stream/Scribe/Pastry and Bayeux/Tapestry) both networks share the same topology, being the content distribution spanning tree topology a subset of the control network one. The spanning tree building is simple, but forces intermedíate nodes not interested in the reception of the muhimedia stream, to particípate in the spanning tree. In a fully heterogeneous bandwidth peer community scenario, the upload bandwidth needed to relay a multimedia stream to N children peers may be unavailable in these non-streaminterested peers. Besides, this scenario may not be acceptable because the nodes forced to particípate retransmit additional extra copies of multimedia stream to the physical network When the number of stream interested peers is a subset of the total number of peers connected in the control network, if we build a specific spanning tree with only interested peers then a small tree building overhead appears. However, if we build the spanning tree using the overlay control network topology and including nodes not interested in receiving the stream, then a big amount of extra copies of multimedia stream are retransmitted to the physical network. Therefore, when the multimedia stream transmission consumes a médium or high bit rate (e.g. video or audio streaming) the former solution performs better from an overall (network and peers) point of view. Our solution allows building efficient and specific data distribution spanning trees with an independent topology from the control network one. Trees are built only by the peers interested in the stream, and the tree components can be totally heterogeneous in their resource (mainly bandwidth) capabilities. The joining process is fully distributed and highly scalable generating low network overhead. The tree building is performed in a fully distributed and scalable fashion, first by publishing Information about the actual tree topology by the peers joined to the tree, and second by locating this data by the new peers interested in joining the spanning tree. The publishing and locating data procedures can be built on top of a Chord overlay control network by using the typical store (key,value) primitive, and a slightly modifíed search (key) primitive available in their DHT (Distributed Hash Table) systems. Also our solution can be applied to build multiflow spanning trees.