Lataa esitys
Esittely latautuu. Ole hyvä ja odota
JulkaistuEeva-Liisa Pakarinen Muutettu yli 9 vuotta sitten
1
Tiedon yhteiskäyttö ja välimuistin hallinta Visa Röyskö
2
Johdanto Tässä esitelmässä käsitellään tapoja tiedon tehokkaampaan yhteiskäyttöön mobiileissa ad hoc - verkoissa Cooperative Caching eli välimuistin käyttö yhteistyönä Sijaintitietojen ylläpito -algoritmit
3
Cooperative Caching (1) Keino nopeuttaa tiedon hakemista tietolähteestä Tietolähde voi olla monen hypyn päässä, eikä se välttämättä ole edes tavoitettavissa Laitteet voivat tallentaa välimuistiinsa tietoa, jota olettavat muiden verkon laitteiden tarvitsevan Käytetty laajasti langattomissa verkoissa Resurssien vähäisyyden ja laitteiden liikkuvuuden vuoksi tätä ei ole laajalti käytetty mobiileissa ad hoc -verkoissa
4
Cooperative Caching (2) Välimuistin käyttö yhteistyönä. [Cao04,s.33]
5
CachePath Välimuistiin tallennetaan polku lähimpään tunnettuun laitteeseen, joka on tallentanut tietoyksikön välimuistiinsa + Nopeuttaa tiedon hakemista + Vie vähän tilaa eli sopii hyvin käyttöön kun välimuisti on pieni - Mobiilit laitteet voivat liikkua, jolloin polku on vanhentunut - Laite on voinut poistaa tiedon välimuististaan
6
CacheData Talletetaan tietoyksikkö välimuistiin, kun havaitaan että useammat laitteet käyttävät tietoa + Tieto voidaan laittaa kysyjälle nopeasti - Vie enemmän tilaa välimuistista kuin polku Tietoa ei kannata tallentaa välimuistiin, mikäli kaikki pyynnöt tulee saman solmun kautta
7
HybridCache (1) Yhdistelmä CachePath- ja CacheData -ratkaisuja HybridCache algoritmi valitsee, tallennetaanko välimuistiin tietoyksikkö, vai lyhin polku tietolähteeseen Toiminta: Tietoyksiköllä d i on “aikaa jäljellä- laskuri” (TTL i ), jolla kontrolloidaan sitä, onko tieto vielä voimassa. Tietoyksikön koko merkitään kirjaimella s i
8
HybridCache (2) Toiminta: HybridCache- algoritmi valitsee käytettävän tallennustavan seuraavilla perusteilla : Kun TTL i on suuri, kannatta tallentaa polku. Muussa tapauksessa kannattaa tallettaa koko tietoyksikkö ja polku. Kun tietoyksikön koko on pieni, kannattaa tallentaa välimuistiintietoyksikköja polku. Muuten tallennetaan vain polku.
9
HybridCache (3) Kaavio, joka havainnolistaa kuinka kauan tiedon hakeminen keskimäärin kestää. [Cao04,s.36]
10
Proactive Cooperative Caching (1) Aktiivista tiedon hakemista verkosta Tarvitaan silloin, kun laite ei tiedä tietolähteen sijaintia, tai tietolähde ei ole saavutettavissa Toiminta: Laite lähettää kaikille naapureilleen viestin, jolla kysyy, onko näillä välimuistissaan kyseistä tietoyksikköä Mikäli näillä ei ole sitä välimuistissaan, ne lähettävät kyselyn eteenpäin Jos tieto on laitteen välimuistissa, se lähettää kuittauksen takaisin
11
Proactive Cooperative Caching (2) Toiminta: Tietoyksikön koon ollessa pieni, se voidaan lähettää kuittauksen mukana Mikäli tieto löytyy useampaa reittiä pitkin, valitaan ensimmäiseksi saapunut + Ei tarvitse tietää tietolähdettä - Paljon tietoliikennettä - Broadcast- myrskyt mahdollisia
12
Välimuistin hallinta Välimuistin hallinnan ongelmat mobiileissa ad hoc - verkoissa ovat korvausalgoritmit ja sisäänpääsyn valvonta Korvausalgoritmien (replacement algorithms) avulla valitaan poistettava tieto uuden tieltä Sisäänpääsyn valvonnalla (admission control) kontrolloidaan sitä, mitä tietoa välimuistiin tallennetaan
13
Korvausalgoritmit (1) Tehtävä selvittää mitä tietoa välimuistista poistetaan, kun tarvitaan lisää tilaa Korvausalgoritmin tulisi huomioida seuraavia seikkoja: Tietoyksiköiden koko ei ole vakio Tietolähteen sijainti ja koko vaikuttavat sen hakemisen nopeuteen Tiedon konsistenssi
14
Korvausalgoritmit (2) Esimerkki algoritmista: Tietolähteen etäisyys d Mikäli tietolähde on kaukana, tietoyksikköä ei kannata poistaa välimuistista Laitteen sijainti voi kuitenkin muuttua Apumuuttuja t = 1/(t cur -t update ) t cur = tämän hetkinen aika t update = aika viimeisestä päivityksestä Poistettavaksi tiedoksi voidaan valita tietoyksikkö esimerkiksi kaavojen (d + t) tai (d * t) avulla
15
Sisäänpääsyn valvonta Kaikkea tietoa ei kannata tallettaa välimuistiiin Sisäänpääsyn valvontaa monimutkaistaa se, että laitteen on hyvä olla tietoinen naapurilaitteiden välimuistin sisällöstä Asetetaan a = hyppyjen määrä eri laitteiden välillä, joilla on jokin tietoyksikkö välimuistissaan Jos a on pieni, tiedon hakemisen on nopeampaa Jos a on suuri, tiedon hakemisen nopeus on pienempi, mutta tiedon saatavuus on parempi
16
Tiedon konsistenssi Suuri ongelma välimuistin käytössä Tietolähde voi muokata tietoyksikköä, jolloin sen kopiot eivät ole enää ajantasaisia HybridCache: aikaleimoihin perustuva heikko konsistenssi Ajan umpeuduttua tietoa ei enää pidetä kelvollisena Tieto voi kuitenkin olla vanhentunutta välimuistissa Mikäli uudempi versio muistissa olevasta tietoyksiköstä kulkee laitteen kautta, laite päivittää oman tietonsa
17
Tietoturva Välimuistin yhteiskäyttö voi aiheuttaa tietoturvaan vakavia uhkia Tietolähteellä tulee olla mahdollisuus estää tiedon tallettaminen välimuisteihin Esimerkiksi tietolähde voi määritellä, kuinka monen laitteen välimuistiin tiedon saa tallentaa Lähde voi myös salata tiedon, jolloin sen saa auki vain avaimen haltijat Digitaalinen allekirjoitus yksi tapa tiedon lähteen ja eheyden varmistukseen
18
Sijaintitietojen ylläpito -algorimit (1) Tapa pitää yllä taulukkoa muiden verkon laitteiden sijainneista Tarvitaan mm. joitakin reititysalgoritmeja varten Kaksi ad hoc –verkkoihin sopivaa algoritmia: Perustuvat jäsenjoukkoihin (quorum), joka valitaan arpomalla ennen viestien lähettämistä Lähettävät verkon laitteille päivitys- ja kyselyviestejä jäsenjoukon laitteille Laitteet ovat tietoisia sijainnistaan esimerkiksi GPS- paikannuksen avulla
19
Algoritmi I Jäsenjoukon koko on k+1 Laite valitsee jäsenjoukon arpomalla k saavutettavissa olevaa laitetta verkosta Mikäli saavutettavissa olevien laitteiden lkm. r < k, tällöin jäsenjoukon koko on r+1 Näille kaikille lähetetään päivitys- ja kyselyviestit Päivitysviestin saanut laite päivittää tiedon taulukkoonsa Kyselyviestin saanut laite lähettää vastauksen, johon liittää kopion sijaintitaulukostaan
20
Algoritmi II Toimii muuten samoin kuin algoritmi I, paitsi että laite valitsee jäsenjoukon eri tavalla lähettää kysely tai päivitysviestin naapurilleen mukana on laskuri, jonka arvo on k viestin saava laite lähettää sen omalle naapurilleen, joka ei ole vielä viestiä saanut tätä jatketaan niin kauan, kunnes se on lähetetty k- määrälle laitteita tai kun laitteella ei ole enää naapureita, joka ei ole viestiä saanut
21
Yhteenveto Välimuistin käyttäminen yhteistyönä nopeutta tiedon hakemista muulta verkon laitteelta Välimuistiin voidaan tallentaa tietoyksikkö tai polku sen lähimmälle haltijalle Välimuistin hallintaa monimutkaistavat ne seikat, että laitteet liikkuvat ja laitteen pitää myös tietää mitä naapurilaitteella on välimuistissaan Laitteiden sijaintitietojen ylläpitämiseen tarvittavaa tietoliikennettä voidaan vähentää käyttämällä jäsenjoukkoihin perustuvia algoritmeja
22
Lähteet Bha03 Randomized Location Service, MSWiM'03 2003, syyskuu 2003 sivu 1-8 Cao04 Cooperative Cache-Based Data Access in Ad Hoc Network Computer syyskuu 2004, sivut 32-39 Tan02 Distributed systems, Prentice Hall, 2002 sivut 291-346
Samankaltaiset esitykset
© 2024 SlidePlayer.fi Inc.
All rights reserved.