Peer-to-Peer Systems Content-Based Routing of Path Queries in Peer-to-Peer Systems Georgia Koloniari and Evaggelia Pitoura Ingargiola Salvatore Montauti.

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1 Peer-to-Peer Systems Content-Based Routing of Path Queries in Peer-to-Peer Systems Georgia Koloniari and Evaggelia Pitoura Ingargiola Salvatore Montauti Andrea Pompei Fabio

2 Sommario Introduzione Sistemi Peer-to-Peer Filtri di Bloom Organizzazione reti P2P: Content-Based Risultati Sperimentali Conclusioni

3 Introduzione Migliorare le performance di information retreaving in sistemi P2P Ipotesi di lavoro: Contenuto nodi: documenti XML schema-less sintetizzati mediante filtri di Bloom multilivello Organizzazione rete: P2P Content-Based Tipologia query: path queries (XPath-like)

4 Sistemi P2P: Stato dellArte Sistema Peer to Peer ibrido: impiega un server centrale per ottenere meta-informazioni sull'identità dei Peer che posseggono le informazioni richieste. Napster e OpenNap Sistema Peer to Peer puro: I Peer sono connessi direttamente tra di loro. Non è necessario un server principale. Query routing: flooding, indici decentralizzati. Gnutella e Freenet

5 Filtro di Bloom Un Bloom Filter è un vettore di bit definito da due parametri : 1.Array di M bit 2.K funzioni di Hash indipendenti con CDom in [1,M] I bit del filtro sono usati per codificare in modo efficiente un insieme di N oggetti. Per Costruire un Bloom filter si scorrono uno dopo laltro gli oggetti dellinsieme. Applicando K funzioni hash ad ogni oggetto si ottengono K valori hash, ogni valore rappresenta la posizione di un bit che deve essere settato ad uno. N.B. : più di una chiave può settare lo stesso bit.

6 Filtro di Bloom: esempio

7 Filtri di Bloom multilivello Filtri di Bloom semplici inadeguati per sintetizzare la struttura multilivello dei documenti XML. Soluzioni proposte: Breadth Bloom Filters (BBF) Depth Bloom Filters (DBF)

8 Breath Bloom Filter XML

9 BBF filter-match operation Root query: /sport/auto/f1

10 Depth Bloom Filter XML

11 DBF filter-match operation Root query: /sport / auto / f1

12 Risultati Sperimentali BBF DBF con filtri maggiori di 78.000 bit Migliori performance di BBF con elevato numero di elementi

13 Struttura gerarchica reti P2P

14 Content-Based Struttura gerarchica organizzata non più sulla prossimità dei nodi bensì sulla similarità dei loro contenuti Operazioni analizzate: Join Query routing Update: CountSum, BitSum

15 Content-Based: Join Funzione Hash XML Threshold = 6 Similarity = m – d(Nx, Ny) N1N6N7N2 Nx9657

16 Content-Based: Query routing Path query //calendario/modelle == A

17 Content-Based: Query routing Path query //calendario/modelle

18 Content-Based: Query routing Path query //calendario/modelle

19 Content-Based: Query routing == XML Path query //calendario/modelle

20 Content-Based: Update CountSumBitSum 1011 1012 1011 2013 0010 0020 1011 3025 1011 1012 1011 2013 0010 0020 1011 2022

21 CountSumBitSum 1011 1012 1011 1012 1011 3035 1011 1012 1011 1011 1011 2022 tempo 0 1 0 1 2

22 CountSumBitSum 1011 1011 1011 1011 1011 3034 1011 1011 1011 1011 1011 2022 tempo 1011 1012 1011 3035 1011 1012 1011 1012 0 1 0 1 2

23 CountSumBitSum 1010 1010 1010 1010 1011 3033 1010 1010 1010 1010 1011 2021 tempo 1011 3034 1011 1011 1011 2022 1011 1011 1011 1011 1011 1011 0 1 0 1 2

24 CountSumBitSum 1011 1011 1011 1011 1011 3034 1011 1011 1011 1011 1011 2022 tempo 1011 3033 1010 1010 1010 1010 1011 2021 1010 1010 1010 1010 0 1 0 1 2

25 CountSumBitSum 1011 1012 1011 1012 1011 3035 1011 1012 1011 1011 1011 2022 tempo Con il metodo Bitsum meno scambi di messaggi 1011 1011 1011 3034 1011 1011 1011 1011 0 1 0 1 2

26 Risultati Sperimentali In sistemi content-based convergenza più veloce Con filtri multilivello minor numero di salti per completare la query

27 Conclusioni Dal processo dicotomico dellanalisi sperimentale si evince che il miglioramento delle performance nellinformation retreaving può essere ottenuto mediante: 1.Organizzazione gerarchica Content-Based 2. Filtri di Bloom multilivello BBF 3. BitSum come implementazione dei contatori

28 Bibliografia 1.G. Koloniari, E. Pitoura. (2004) Content-Based Routing of Path Queries in Peer-to-Peer Systems. In Proceedings of the 9° Intenational Conference on Extending Database Technology, pages 29-47. 2.G. Koloniari, E. Pitoura. Filters for XML-based Service Discovery in Pervasive Computing. Computer Science Dept, University of Ioannina, Greece. 3.X. Gong, W. Qian, Y. Yan, A. Zhou. Bloom Filter-based XML Packets Filtering for Millions of Path Queries. Department on Computer Science and Enngineering Fundan University, Shanghai, China. 4.N. Gioia. (2004) Un sistema Peer-to-Peer per linterrogazione distribuita di dati XML. Tesi di Laurea, Università degli studi di Pisa.

29 Peer-to-Peer Systems Ingargiola Salvatore Montauti Andrea Pompei Fabio Content-Based Routing of Path Queries in Peer-to-Peer Systems Georgia Koloniari and Evaggelia Pitoura