Cluster-based Search Technique for P2P Systems

We consider network clustering as the way to improve the performance of locating data in unstructured P2P systems. Connectivity-based Distributed node Clustering (CDC), and SCM-based Distributed Clustering (SDC) are two major protocols that allow partitioning a network topology into clusters, based on node connectivity. These protocols focus on the accuracy of the clustering scheme, i.e. using the Scale Coverage Measure (SCM), and its maintenance against node dynamicity. However, they do not propose search techniques that may take advantage of their clustering information. Thus, their proposals have not been evaluated according to the motivation behind. In this work, we propose a new, efficient Cluster-based Search Technique (CBST) for unstructured P2P systems. We use it to validate connectivitybased clustering schemes, according to the trade-off between cost of maintaining clusters, and benefit for query processing. Our experimental results show the efficiency of CBST implemented over the SDC protocol. By simply exploiting clustering features of the underlying network, a query can travel across a large number of nodes with a minimum number of messages. CBST eliminates a large portion of redundant messages, thus avoiding to overload the P2P network. Key-words: P2P Systems, Network Clustering ∗ Atlas, INRIA/LINA-Université de Nantes in ria -0 03 48 31 3, v er si on 1 18 D ec 2 00 8 Une technique de recherche dans les systèmes pair-à-pair fondée sur le partitionnement du réseau Résumé : Nous proposons une technique de recherche qui exploite l’organisation inhérente d’un réseau P2P afin de réduire le nombre de messages échangés. Dans la litératire, deux travaux majeurs ont proposés des protocoles d’organisation de réseaux P2P, basés sur la connectivité des noeuds (i.e. Connectivity-based Distributed node Clustering (CDC), et SCM-based Distributed Clustering (SDC)). Ces protocoles ont focalisé sur la précision du schéma d’organisation, et sa maintenance contre la volatilité des noeuds. Cependant, ils ne proposent pas des techniques de recherche qui peuvent exploiter des informations sur leur organisation du réseau. Leurs propositions ne sont pas donc evaluées selon la motivation sous-jacente. Dans notre travail, nous proposons CBST (Cluster-based Search Technique), une technique de recherche pour des systèmes P2P non structurés. Cette technique est utilisée pour valider les protocoles d’organisation de réseaux P2P, selon le compromis réalisé entre le coût de maintenir les groupes de noeuds (i.e. clusters) et les gains en traitement de requêtes. L’évaluation de performance montre l’efficacité de notre technique de recherche. Une requête est propagée vers un grand nombre de noeuds, avec un nombre optimal de messages. CBST elimine une grande portion de messages redondants, évitant donc de surcharger le système P2P. Mots-clés : Systèmes pair-à-pair, partitionnement de graphe in ria -0 03 48 31 3, v er si on 1 18 D ec 2 00 8 CBST for P2P Systems 3