Efficient interconnection and routing for decentralized searching in peer-to-peer systems
Interconnexion et routage efficaces pour des procédures de recherche décentralisées dans les systèmes pair-à-pair
Résumé
Decentralized peer-to-peer systems allow to connect a large number of users to gather resources in a dynamic environment. These systems have applications in many areas: file sharing, telephony on Internet, DNS decentralization, etc. Each query has to quickly forward messages to bound resources and to control the number of messages in the network. Thus, this thesis focuses on routing and interconnection needed to handle such a routing.In the first part, I present a state of the art of the different existing systems. I develop the general issue of peer-to-peer systems and the different classes of peer-to-peer systems.The second part covers content-addressable networks which allow to assure bounds on the number of hops and the nodes' load. I expose there the different existing content-addressable networks. I present then the new protocol D2B and I prove it enhances the nodes' load as well as it assures a low number of hops and a low degree. At last, I list optimizations which can be used in content-addressable networks in general, or in D2B in particular.In the third part I summarize the main results which use clustering in networks on one hand, and those which exploit power law property on the other hand. I present then my second contribution, QRE. It efficiently exploits both properties of exchanges: clustering in communities and power law.
Les systèmes pair-à-pair décentralisés mettent en relation un grand nombre d'utilisateurs pour mutualiser des ressources dans un environnement dynamique. Les applications de ces systèmes vont du partage de fichiers à la téléphonie par Internet, en passant par la décentralisation de services comme les DNS. Afin de limiter les ressources nécessaires, chaque recherche doit transmettre les messages rapidement et contrôler le nombre de messages dans le réseau. C'est pourquoi cette thèse s'intéresse au routage et à l'interconnexion nécessaire pour assurer ce routage.Dans la première partie, je présente un état de l'art des différents systèmes existants. J'y détaille la problématique générale et les caractéristiques des différentes classes de systèmes pair-à-pair. La seconde partie traite des réseaux à contenu adressable, qui permettent d'assurer un routage avec des bornes sur le nombre de sauts des requêtes et la charge par noeud. J'y expose d'abord les différents réseaux à contenu adressable existants. Je présente ensuite un nouveau protocole, D2B, dont je prouve en particulier qu'il améliore la charge par noeud tout en assurant un nombre de sauts et un degré faible. Je détaille enfin une liste d'optimisations applicables aux réseaux à contenu adressable en général, ou à D2B en particulier. Dans la troisième partie, je récapitule les principaux travaux qui tirent parti des communautés d'utilisateurs d'une part, et ceux qui exploitent la structure de loi de puissance de l'autre. Je présente ensuite ma seconde contribution, QRE, qui exploite efficacement à la fois ces deux caractéristiques des échanges: agrégats en communautés et loi de puissance.