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Rodrigo Brandão Mansilha, Alan Mezzomo, Giovani Facchini, Luciano Paschoal Gaspary, Marinho Pilla Barcellos
UFRGS - 2010
XXVIII Simpósio Brasileiro de Redes de Computadores e Sistemas Distribuídos
Apresentação por Leandro Guadagnin
Universidade Federal do Paraná
Observando o Universo BitTorrent Através de Telescópios
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Sumário• Objetivo• Motivação• Introdução• O Universo BitTorrent
• Arquitetura, estratégias, lentes do telescópio • Avaliação• Resultados• Conclusão• Trabalhos Futuros• Análise Crítica
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Objetivo
Propor uma arquitetura flexível para monitorar de forma eficiente o ”Universo BitTorrent” através da combinação de diferentes estratégias de observação de acordo com informações desejadas.
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Motivação Responsável por 45% a 78% de todo o compartilhamento
P2P, dependendo da localização Pouco se sabe sobre o funcionamento do BitTorrent e
padrões de comportamento de seus usuários Métodos de observação pobres em detalhe, exatidão e/ou
cobertura Vantagens do BitTorrent:
Campanhas de marketing baseadas em conteúdo, estimar perdas financeiras com cópias ilegais – pirataria, auxiliar Internet Service Providers na investigação de métodos que minimizem o custo de tráfego, combate a pedofilia, possibilidade de intercâmbio de informações entre comunidade científica
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Introdução Bram Cohen, 2003 O BitTorrent nasceu de uma implementação que foi
incrementada, estendida e testada por usuários Escala: planetária. Milhões de usuários operando
sobre uma camada de aplicação Dimensão, complexidade, heterogeneidade e
incerteza Formado por milhões de ”pequenas” redes
sobrepostas (overlays) desconexas chamadas de enxames.
Desafio: chegar ao enxame desejado
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O Universo BitTorrent Constituído por:
Enxames Pares Rastreadores (pontos de encontro) Conteúdos (conteúdo digital)
Ex.: um par é um agente de usuário que executa o protocolo e participa de um ou mais enxames, de acordo com o conteúdo que deseja compartilhar
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O Universo BitTorrent Par: semeador ou sugador
Para ingressar em um enxame o par contata um rastreador e recebe uma lista de ips dos pares participantes daquele enxame
Para participar de um enxame um agente de usuário usa um arquivo de torrent que contém as informações sobre os fragmentos dos arquivos
Para distribuir um conteúdo o par deve gerar um torrent e torná-lo público, geralmente publicando-o em websites chamados de comunidades.
Comunidades: abertas ou fechadas; agregadorasEx: BJ Share http://www.bj-share.net
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O Universo BitTorrent - Download
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Exemplo do Universo BitTorrent
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Estratégias para extração de informação 3 tipos de acordo com a fonte de informação
Comunidades: conteúdo, rastreadores e pares Rastreadores: logs, listas de ips Pares: pacotes, conexão com pares
Custo das estratégias O custo da combinação das estratégias é definido pelo
produto do custo com relação a cobertura, riquesa de detalhe e exatidão.
Métricas: uso de cpu, uso de memória e recursos de rede.
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Escolhendo as estratégias Monitoramento
Comunidades: economia de recursos, não possui informação sobre os pares
Rastreadores: população de pares, menor intrusividade e menor custo, ausência de informação sobre conteúdo
Pares: riqueza de detalhes, maior custo Monitoramento ativo e passivo
PROPOSTA: COMBINAÇÃO DE TODAS AS ESTRATÉGIAS
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Modelo de informações - TorrentU Modelo que fornece uma estruturação e ligação a
respeito das comunidades, pares, rastreadores e demais elementos do universo BitTorrent
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Arquitetura TorrentU Observer
Front-end ou gerente da aplicação Configuração do sistema Observação dos dados coletados Composto por: User Interface, Requester, Strategist e
Observer Repository TorrentU Telescope
Responsável pelo monitoramento do Universo BitTorrent Resposta ao Observer Composto por: Provider, Telescope Repository e Monitor
Monitor: divido em ”lentes”: Community Lens Tracker Lens Peer Lens
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Exemplo de Arquitura
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Lentes do Telescópio Community lens
Monitoramento da publicação de arquivos torrents em websites.
Utilização de parsers específicos para as comunidades Estrutura clara para facilitar a elaboração dos parsers
Crawler focado: utilizado para obter arquivos torrent de comunidades que possuem mecanismo de busca.
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Lentes do Telescópio Tracker Lens
Monitoramento dos rastreadores Extração da quantidade de pares (sugadores e
semeadores), endereços IP, portas e informações sobre os próprios rastreadores
O tracker lens se anuncia ao rastreador que retorna um subconjunto de sua lista de pares
Frequência de monitoramento de acordo com a carga e entrada de novos pares
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Lentes do Telescópio Peer lens
Monitoramento dos pares Extração de informações como nível de popularidade
de determinado agente de usuário, sua versão, taxas de download/upload, quantidade de fragmentos baixados
Round Robin A cada rodada a lente tenta se comunicar com n pares
dispostos em uma fila circular. Firewall: inalcançáveis. Aguarda a comunicação.
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Avaliação Protótipo em Java 1.6 SGBD MySQL Atendimento aos requisitos
Escalabilidade: recursos X componentes utilizados Escalável verticalmente e horizontalmente
Flexibilidade Parâmetros para definir a riqueze de detalhes,
cobertura e exatidão
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Ocupação de Recursos
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Avaliação Estratégia vs. Eficiência Valores estimados
Tam. arquivo torrent: 20 KB Número de pares por rastreador: 50 Tam. mensagem HAVE de um par: 7 bytes Tam. mensagem handshake: 136 bytes Tam. Mensagem bitfield de um par: 180 bytes.
Cenário Total de pares: 100.000 Total de torrents: 100 Quantidade de peças por torrent: 500
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Avaliação Exemplo:
Com base neste cenário, deseja-se saber ”quais os conteúdos compartilhados”.
O custo possível varia de 2 MB a 384 MB Tamanho total em torrents das comunidades
2 MB = 100 arquivos de torrent * 20 KB = 2.000 KB Tamanho total em torrents + todas as msgs do protoc.
384 MB = 2 MB + .... Carga do monitoramento no decorrer de 2 dias
Entre 0,09 kbps e 17,68kbps
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Avaliação Conclusão do exemplo
Como o TorrentU é flexível na escolha de suas estratégias e, tomando-se o resultado dos cálculos anteriores, o custo é minimizado utilizando-se apenas a técnica Community Lens. Desta forma, serão baixados apenas 2 MB, economizando-se o tempo de download dos outros 382 MB.
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Avaliação Estudo de caso
Agenda de lançamentos do seriado “Family Guy”
Comunidades: BTJunkie IsoHunt TorrentDownloads
Período de observação: pouco mais de 22 horas, iniciando 4 horas antes da estréia do episódio
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Avaliação
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Avaliação
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Amostras do monitoramento em diferentes horários de observação
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Trabalhos Futuros Projeto e implementação do BitTorrent Observer
Determinar a quantidade de telescópios, para onde ”apontarão” e quais estratégias usar para atender determinado objetivo de observação
Implementação de múltiplas instâncias do protótipo e efetuar observações de longo prazo na Internet (Planet Lab)
Estender a arquitetura do TorrentU
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Conclusão do Trabalho Além de definir o ”Universo BitTorrent” e seus
elementos, este trabalho demonstra diferentes estratégias de extração de informações que, combinadas de acordo com a disponibilidade dos recursos, fornece resultados com diferentes graus de exatidão para a observação deste universo quase que imensurável, o BitTorrent.
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Análise Crítica É desenvolvido um protótipo e realizado um estudo
de caso que validam a idéia do autor Necessidade de explicitar melhor os resultados
com relação a observação das ”lentes” A solução é aplicável para quaisquer tipos de redes
p2p. O que mudaria seria qual o tipo de lentes e serem utilizadas e como seriam utilizadas.
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OBRIGADO!
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