Design and Implementation of an Economically-driven Network...

Design and Implementation of an Economically-driven Network Management Mechanism for Overlay Networks

mastersthesis
Overlay-Applikationen, wie beispielsweise Peer-to-Peer-Filesharing-Applikationen, sind in der heutigen Zeit sehr beliebt und verursachen einen grossen Teil des gesamten Datenverkehrs des Internets. Diese Applikationen besitzen typischerweise keine Optimierungsmechanismen um die Lokalität des Datenverkehrs im Overlay-Netzwerk zu erhöhen. Die Vielzahl der langen inter-domain Verbindungen führt zu hohen datenverkehrsbedingten Kosten für die Netzwerkanbieter, wie beispielsweise Internet-Service-Anbietern. Im Rahmen dieser Diplomarbeit wird das Preference Information System for Overlay Networks (PISON) vorgestellt, ein auf Anreizen basierender, kooperativer ökonomisch orientierter Datenverkehrsmanagement-Mechanismus. PISON erlaubt es den Overlay- Applikationen, ihre Overlay-Topologie gemäss ökonomischen Präferenzen und Netzwerklokalität zu optimieren. Dies führt zu einer Reduktion von datenverkehrsbedingten Kosten für Netzwerkanbieter sowie besserer Performanz der Applikationen aufgrund erhöhter Overlay-Verbindungslokalität. Prototypen von PISON Server und Client werden implementiert und auf einem internationalen Europäischen Forschungsnetzwerk in einem Peer-to-Peer-Video-Streaming- Applikationsszenario evaluiert. Die Resultate zeigen, dass PISON die Datenverkehrslokalität der Overlay-Applikation im Evaluationsszenario im Schnitt um 77% verbessert, was zu einer Reduktion der datenverkehrsbedingten Kosten für den Netzwerkanbieter führt und eine Verbesserung der Performanz der Applikation erlaubt.
Martin Alexander Hochstrasser
Overlay applications, such as peer-to-peer file sharing systems, are very popular today and create a major share of the total traffic on the Internet. These applications typically do not use optimization mechanisms to increase traffic locality in their overlay networks. The large number of long distance inter-domain connections lead to high traffic costs to network providers, such as ISPs. In this thesis the Preference Information System for Overlay Networks (PISON), an incentive-based cooperative economically-driven traffic management mechanism, is presented. PISON allows overlay applications to optimize their overlay topology according to economic preference and network locality. This leads to the reduction of traffic cost for network providers and increased overlay application performance through improved overlay connection locality. PISON server and client prototypes are implemented and evaluated in a peer-to-peer video streaming application scenario on an international European research network. Results show, that PISON improves traffic locality of the overlay application by 77% in average in the evaluation scenario, leading to a reduction of traffic cost for network providers and allowing for application performance improvement.
Design and Implementation of an Economically-driven Network Management Mechanism for Overlay Networks
2008
Zurich, Switzerland
August
University of Zurich
csg