UNIVERSITY OF JYVÄSKYLÄ InBCT 3.2 Peer-to-Peer communication/computation Cheese Factory -project Prof., D.Sc. (EE)

Esitys aiheesta: "UNIVERSITY OF JYVÄSKYLÄ InBCT 3.2 Peer-to-Peer communication/computation Cheese Factory -project Prof., D.Sc. (EE)"— Esityksen transkriptio:

1 UNIVERSITY OF JYVÄSKYLÄ InBCT 3.2 Peer-to-Peer communication/computation Cheese Factory -project http://tisu.mit.jyu.fi/cheesefactory Prof., D.Sc. (EE) Jarkko Vuori Faculty of Information Technology Dept. of Mathematical Information Technology Jarkko.Vuori@jyu.fi http://tisu.mit.jyu.fi/~mimic/

2 UNIVERSITY OF JYVÄSKYLÄ 2002 Kännyköiden kehitys Kännyköiden älykkyys kasvaa puolijohdeteknologian kehityksen myötä –Mooren ”laki” (pätee seuraavat 10-20 vuotta): laskentateho kaksinkertaistuu vuosittain, tallennuskapasiteetti kaksinkertaistuu puolessatoista vuodessa Frank, M., P., ”The Physical Limits of Computing”, IEEE Computing in Science & Engineering, May/June 2002 Älykkyyttä jää yli (mitä tarvitaan puhelimen toimintoihin) –ylimääräisen kapasiteetin käyttö tarvitsee standardointia Java & näppäimistö-, näyttö- ja tietoliikenne-API (vrt. IBM PC) Tietoliikennekyvyt eri standardeilla kommunikointiin kasvavat –GPRS, WLAN, Bluetooth, UMTS –kännykästä tulee useita kieliä hallitseva maailmankansalainen Kännykän voi personoida sen älykkyyden avulla –kännykkä osaa vain sille ominaisia temppuja –kännykällä on ”sielu”

3 UNIVERSITY OF JYVÄSKYLÄ 2002 Älykkäät laitteet viestivät Laskennan (keinoälyn) kustannusten pienentyessä älykkyyttä tulee yhä halvempiin laitteisiin Laitteiden tarve viestiä toistensa kanssa lisääntyy –älykkäiden laitteiden yhteisö on arvokkaampi kuin osiensa summa kommunikoiva yhteisön jäsen on (yleensä) arvokkaampi kuin tuppisuu –M2M-tekniikka (Machine-to-Machine communication) ”kännykkä” sisällytetään yhä useampiin laitteisiin penetraatio > 100% Tuleeko kännykästä kaikkien laitteiden ohjain, taikasauva (multikka)?

4 UNIVERSITY OF JYVÄSKYLÄ 2002 Älykkäiden laitteiden verkko Kommunikointikyky tulee yhä yksinkertaisempiin päätelaitteisiin –päätelaitteita on paljon –ominaisuuksiltaan sekalaisia –päätelaitteet ovat liikkuvia Perinteisen keskitetyn verkon muodostaminen vaikeaa –Master-solmun valinta hankalaa kun päätelaitteita tulee ja poistuu suuria määriä toiminta- alueella –Verkon topologian välittäminen Master-solmulle hankalaa

5 UNIVERSITY OF JYVÄSKYLÄ 2002 Älykkäiden laitteiden verkko Tasa-arvoisen verkon (vertaisverkko, Peer-to-Peer, P2P, Network) synty –kykyjen (capabilities) ja ominaisuuksien (properties) verkosto Mahdollisuus viestiä suoraan toiseen päätelaitteeseen arvokkaampi kuin itse viesti (vrt. hakukone) –hierarkian merkitys pienenee, tiedon löytämisen ja suodattamisen merkitys kasvaa (hakukoneet, -agentit) koska hierarkia toimi ennen suodattimena –päätelaitteiden tasa-arvoisuus kasvaa Viestin- välitys- verkko

6 UNIVERSITY OF JYVÄSKYLÄ 2002 Vertaisverkot (P2P-networks) Täysin hajautettuja ja tasa-arvoisia verkkoja, ei ns. Master-nodea (Gnutella, Freenet,  Napster) Hajauttaa sekä laskennan (kyvyt) että tietokannan (ominaisuudet) Mukautuu nopeasti topologialtaan vaihteleviin verkkoihin Erittäin vikasietoisia –koska ei Master-nodea jonka vikaantuminen/eristyminen jumittaisi koko verkon Ei yksittäistä pullonkaulaa –suorituskyvyn suhteen –skaalautuvuuden suhteen Kustannustehokas –ei vaadi kalliita keskuspalvelin investointeja

7 UNIVERSITY OF JYVÄSKYLÄ 2002 Vertaisverkot (P2P-networks) Sukulaisuus Ad Hoc-verkkoihin Tietoliikenteen tehokas järjestäminen ongelmallista –ei Master-nodea jolla on keskitetysti näkemys koko verkon tilasta ja joka voi optimoida kokonaisuudet Resurssien löytäminen ja jakaminen vaikeata –koska ei keskitettyä tietokantaa kertomassa mitä on missäkin –Adamic et al., ”Search in power- law networks”, Physical Review E, vol. 64, 2001 Synteettisen luottamuksen tuottaminen vaikeaa –koska kuka tahansa verkon toimija voi olla epäluotettava (byzantine network problem)

8 UNIVERSITY OF JYVÄSKYLÄ 2002 Käyttökohteita Hajautettu tietokanta kännykkäjoukossa –yhteisön perustavat konseptit (teksti, ääni, kuva) talletettu kännykkäjoukkoon –tieto löytyy verkosta vaikka yksi osallistuja olisi vaurioitunutkin –esim. musiikkitietokanta Innovaatioiden siirto päätelaitejoukossa –keskitetyssä palvelinajattelussa haetaan samanlaisten yksilöiden suosituksia (homophilous diffusion). Jotta ideat virtaisivat läpi koko yhteisön tarvitaan kehittyneempien yksilöiden, jotka ovat erilaisia, suosituksia (heterophilous diffusion) –yksittäisen päätelaitteen tiedot ja valinnat eivät paljastu (vrt. serveripohjainen tietojen kerääminen ja talletus) voidaan tuottaa personoituja suosituksia ilman että yksittäisen päätelaitteen mieltymyksiä tunnetaan Tiedon hajautettu (yhteisöllinen) suodatus (kerääminen) –halvin bensa-asema, halvin ostos (ruoka, jne.) Yhteisölliset pelit

9 UNIVERSITY OF JYVÄSKYLÄ 2002 Tutkimuksen tavoitteet Kirjallisuustutkimus –mitä alueella on tehty Oman testiympäristön luonti –kuitenkin olemassaolevia ympäristöjä käyttäen –tällä hetkellä Globus (www.globus.org) näyttää hyvältä hajautusalustalta –Globus kuitenkin resurssien hallinnan osalta keskitetty oma P2P-pohjainen Chedar-alusta korvaa sen 1.JXTA perustainen 2.täysin oma toteutus Sovellus Java Commodity Grid GLOBUS Resource Specification RSL Chedar P2P Directory service for GLOBUS Distributed computing Job submission

10 UNIVERSITY OF JYVÄSKYLÄ 2002 Tutkimuksen tavoitteet Oman verkkotestiympäristön luonti (P2P Studio) –Voidaan monitoroida yksittäisten solmupisteiden toimintaa –Voidaan monitoroida koko verkon toimintaa graafisen topologianäkymän kautta (WTS NetWrapper) –Voidaan katkaista yhteyksiä Näin voidaan tutkia verkon reagointi topologian muutoksiin –Voidaan kerätä tilastotietoa yhteyksien ja solmupisteiden toiminnasta

11 UNIVERSITY OF JYVÄSKYLÄ 2002 Tutkimuksen tavoitteet Testiympäristössä tutkitaan P2P-soveltuvia algoritmeja –resurssien hallinta –tietoliikenneyhteyksien hallinta –kuormituksen jakaminen –tiedostojen jakaminen –vikasietoisuus Yleisenä ongelmana haku power-law -verkoissa Luodaan testiongelma jonka avulla P2P-alustan toimivuutta tarkastellaan –ongelmana yleinen datafuusio

12 UNIVERSITY OF JYVÄSKYLÄ 2002 Cheese Factoryn resurssointi Budjetti vuodelle 2002: 95 k€ FM Mikko Vapa, projektipäällikkö –kokonaisarkkitehtuuri DI Matthieu Weber, tutkija –Chedar arkkitehtuuri ja toteutus fil.yo. Annemari Auvinen, tutkimusapulainen –ohjelmointi fil.yo. Serqey Nazarko –datafuusio-algoritmin implementointi 4 hlö oppilasprojekti: P2P Studion toteuttaminen TkT Jarkko Vuori –tieteellinen koordinointi

13 UNIVERSITY OF JYVÄSKYLÄ 2002 Aikataulu Projektivuosi 2002 1Q2002Kirjallisuustutkimus 2Q2002Testiarkkitehtuurin luonnos 3Q2002Testiarkkitehtuurin toteutus 4Q2002Testiarkkitehtuurin toteutus ja alustavat testit