Tapestry
Henrique Denes Hilgenberg Fernandes
Agenda• Introdução• Estado da arte• A API DOLR• Malha de roteamento
– Da perspectiva de um único nó– Caminho da mensagem
• Localização e publicação de objetos– Publicação de objeto no Tapestry– Rotas para objetos em Tapestry
• Algoritmos• Arquitetura do Tapestry
– Camadas funcionais do nó Tapestry
Introdução
• Tapestry é um protocolo que provê infra-estrutura para roteamento em redes P2P sobrepostas
• Altamente escalável• Bom para réplicas de objetos• Provê DOLR (Decentralized Object Location
and Routing)
Estado da arte
• 1as. P2P– Foco no compartilhamento de arquivos– Napster (Serviço de diretório centralizado)– Gnutella• Totalmente distribuído, escalabilidade limitada
– Freenet• Projetada para sobreviver à censura• Gnutella e Freenet não garantem a localização dos
arquivos
Estado da arte
• Gerações posteriores (redes P2P sobrepostas)– Tapestry– Chord– Pastry– CAN– Implementam KBR (key-based routing)– Suportam interfaces de mais alto nível: DHT
A API DOLR• Cada nó é designado por um nodeID
– Um host pode abrigar mais de um nó• Pontos de aplicações específicas são chamados GUID (Globally
Unique Identifiers)• O espaço de endereçamento Tapestry possui 160 bits (40 dígitos
hexa)• NodeID’s e GUID’s podem ser obtidos usando-se hash, por
exemplo, SHA-1• Nós têm nodeID’s e objetos têm GUID’s• Cada mensagem tem um identificador específico de aplicação Aid
– Usado para selecionar o processo que recebe a mensagem, como se fosse uma porta do TCP
A API DOLR
• A API DOLR possui 4 operações:– PUBLISHOBJECT(OG, Aid)
• Publica o objeto O no nó local
– UNPUBLISHOBJECT(OG, Aid)• Tenta remover os mapeamentos de O
– ROUTETOOBJECT(OG, Aid)• Encaminha mensagem para a localização do objeto com GUID OG
– ROUTETONODE(N, Aid, Exact)• Encaminha mensagem para aplicação Aid no nó N.• Exact diz se o destino deve bater exatamente para efetuar a entrega (não
pode ser um surrogate)
• Como o Tapestry tira proveito do tamanho da rede, sugere-se o uso de uma única rede universal
A malha de roteamento
• O Tapestry mantém tabelas de rotas locais, em cada nó, chamadas neighbor links– São ordenados por prefixos– Roteiam bit a bit (4*** → 42** → 42A* → 42AD)– Cada nó tem um mapa com múltiplos níveis
A malha de roteamento(Da perspectiva de um único nó)
A malha de roteamento(Da perspectiva de um único nó)
• Os links saindo apontam para um prefixo em comum
• Rotas de maior nível possuem mais dígitos em comum
• Todos os links juntos formam a tabela de rotas local
A malha de roteamento(Caminho da mensagem)
A malha de roteamento(Caminho da mensagem)
• Mensagem originada em 5230 e com destino a 42AD
• Se o destino não for encontrado, a mensagem poderá ser entregue a um nó similar– Surrogate node
Localização e publicação de objetos
• Um servidor S, armazenando um objeto O (com GUID OG e raiz OR), periodicamente o publica via mensagem PUBLISH em direção à OR
• O que é raiz?– Se existe um nó com Nid = G, então esse nó é raiz
de G
Publicação de objeto no Tapestry
Publicação de objeto no Tapestry
• Duas cópias de um objeto (4378) são publicadas para o seu nó raiz (4377)
• Mensagens publish roteiam para a raiz, deixando um ponteiro para a localização em cada hop
• Quando houverem réplicas em mais de um servidor, cada servidor publica sua cópia
Rota para objeto em Tapestry
Rota para objeto em Tapestry
• Vários nós enviam mensagens para 4378, de diferentes pontos da rede
• As mensagens são roteadas para a raiz de 4378• Ao atingir o caminho do "publish", as mensagens
são roteadas para a cópia do objeto mais próxima• Cada nó, no caminho, checa se ele possui um
mapeamento para O– Caso positivo, encaminha para S– Caso contrário, encaminha a mensagem em direção à
raiz
Algoritmos
• Inserção de nós– A inserção de um nó N, começa no surrogate node
do seu ID, S– S encontra p, maior prefixo compartilhado com
Nid– S envia uma mensagem Acknowledged Multicast
que chega a todos os nós com o mesmo prefixo p– Os nós que recebem a mensagem adicionam N às
suas tabelas
Algoritmos
• Remoção de nós:– Quando um nó deseja deixar o Tapestry, ele avisa
sua intenção a todos os nós que apontam para ele, junto com um "next hop", em sua substituição, para cada nível da tabela de roteamento
Arquitetura do Tapestry
Camadas funcionais do nó Tapestry
• Camada de transporte– Provê um canal de comunicação entre dois nós sobrepostos– Corresponde a camada 4 do modelo OSI
• Neighbor Link– Estabelece uma conexão com um nó remoto– Pode prover um canal seguro– Corresponde a sessão no modelo OSI
• Roteador– Nessa camada estão a tabela de rotas e os ponteiros para
objetos locais
Referências
• B. Y. Zhao, L. Huang, J. Stribling, S. C. Rhea, A. D. Joseph and J. D. Kubiatowicz, “Tapestry: A Resilient Global-Scale Overlay for Service Deployment”, IEEE Journal on Selected Areas in Communications, vol. 22, no. 1, january 2004, pp. 41-53.
• B. Y. Zhao, J. D. Kubiatowicz, and A. D. Joseph, “Tapestry: An infrastructure for fault-tolerant wide-area location and routing,” Univ. California, Berkeley, CA, Tech. Rep. CSD-01-1141, Apr. 2001.
• K. Hildrum, J. D. Kubiatowicz, S. Rao, and B. Y. Zhao, “Distributed object location in a dynamic network,” in Proc. SPAA, Winnipeg, Canada, Aug. 2002, pp. 41–52.