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1 Yan Chen, Randy H. Katz, John D. Kubiatowicz. Dynamic Replica Placement for Scalable Content Delivery. In Peer-to-Peer Systems: First International Workshop, IPTPS Le domaine abordé par l article est celui de la réplication de données, et en particulier la réplication de contenu web sur l internet. De telles solutions existent déjà sur le marché. L objectif est d amener le contenu au plus près des clients web, pour d une part répartir la charge des serveurs et d autre part améliorer la qualité du service fourni aux clients. Les solutions actuelles proposent une dissémination statique des répliques sur le réseau mondial. Cet article propose un moyen de placer dynamiquement ces répliques, pour optimiser l utilisation de la bande passante et de l espace de stockage sur les serveurs de bordure (les serveurs de répliques). Le système décrit se décompose en trois points : des algorithmes pour placer les répliques, un arbre pour multicaster les mises à jour des répliques, et l utilisation de l overlay Tapestry pour l accès à la réplique la plus proche. Il existe actuellement plusieurs méthodes pour accéder à un serveur de contenu proche du client. L utilisateur peut choisir explicitement un miroir proche (comme pour les serveurs xxx.rpmfind.net ou les miroirs de téléchargement pour sourceforge.net par exemple). Les opérations de synchronisation des miroirs sont alors exécutées régulièrement par un cron. Dans les cas ci-dessous, le but recherché est de s affranchir de ces lourdeurs.!"#

2 Web Cache Control Protocol Choisi à titre d exemple, le WCCP est propriétaire de Cisco. Il permet aux équipements réseau de niveau 3/4 de dialoguer avec un cache web, situé en principe près du client (forward proxy). Les clients s adressent au proxy, de manière transparente ou non (configuration en dur du navigateur web vs. reroutage transparent vers le cache). Le proxy fournit alors au client le contenu demandé s il est disponible, sinon se charge de le récupérer auprès du fournisseur et de le mettre en cache pour des requêtes futures. Le forward proxy optimise la consommation de bande passante et de CPU du serveur d origine, et est même plus avantageux que le reverse proxy en terme de temps de latence. Cependant, le fournisseur de contenu ne maîtrise pas ces forward proxy et ne peut s assurer que ses clients en disposent. Il convient donc pour lui d offrir une solution disponible à tous ses visiteurs potentiels. Akamai Le leader des réseaux de distribution de contenu (CDN, Content Delivery Network) dispose approximativement de serveurs, sur réseaux, dans 70 pays. Ces serveurs de bordure (edge servers) sont censés se situer le plus près possible des utilisateurs finaux du réseau. Akamai propose ainsi la distribution de contenu et d applications, ainsi que des outils de gestion, monitoring (IBM Tivoli) et optimisation de l infrastructure distribuée. Parmi ses clients figurent AOL, Apple, IBM, Lycos, Microsoft, Yahoo Mirror Image Internet, Speedera, Warp imimic proposent également, entre autres, des services de cache et de distribution de contenu. En particulier, le contenu répliqué est du streaming multimédia, des applets java, du contenu web statique, etc. Selon les auteurs de l article, le problème des CDN est qu ils doivent mettre en place une architecture lourde. En effet, il n est pas envisageable de maintenir une table de chaque élément répliqué sur les serveurs de noms, qui sont centralisés. Les CDN auront donc tendance à répliquer le plus possible, ce qui revient à gaspiller de l espace de stockage et de la bande passante. $"#

3 Les serveurs d origine (serveurs web) et les serveurs de bordure (serveurs de répliques du CDN) constituent les nœuds d un réseau Tapestry. Tapestry est un overlay du réseau IP, qui permet un routage hypercube par préfixe dans un espace de nommage de dimension n, de manière décentralisée. Il propose également un système décentralisé de publication original : indépendamment du serveur d origine d un objet o, une fonction déterministe permet de mapper l identifiant d un nœud (appelé racine) sur l identifiant de o. Ensuite, chaque nœud situé sur le chemin entre la racine de o et son serveur d origine s mémorisent l information «l objet o est disponible sur le nœud s». Ainsi, lorsqu un nœud quelconque recherche un objet sur le réseau Tapestry, il pourra le localiser au pire cas en s adressant à la racine de o. Les auteurs veulent un système qui place près du nombre minimum de répliques permettant de répondre à deux contraintes. La première est la qualité de service demandée par le client, symbolisée par une valeur (temps de latence, ou fonction plus complexe). La seconde est la capacité restante de stockage des serveurs de bordure, également symbolisée par une valeur. Les algorithmes proposés permettent de créer un arbre, constitué des nœuds qui hébergent une réplique (ou l original) d un même objet o. Cet «arbre de dissémination» est créé au fur et à mesure que l objet o est demandé par des clients, en fonction de la charge des nœuds de l arbre et de la distance entre le client et les nœuds de cet arbre. Cet arbre permet également de faire du multicast optimisé au niveau applicatif. Ceci est exploité lorsque le contenu du serveur d origine a été modifié et qu il faut mettre à jour les serveurs de bordure : chaque nœud connaît ses parents et fils sur l arbre, il est donc facile de le parcourir. Les clients web s adressent au nœud Tapestry le plus proche pour demander un objet. Ce nœud est ensuite chargé d utiliser de manière transparente le réseau Tapestry afin de localiser puis récupérer l objet demandé, toujours en prenant en compte les contraintes de qualité de service et de charge des serveurs. %"#

4 Les auteurs ont réalisé des simulations pour estimer le nombre de répliques déployées, la charge des serveurs, le trafic généré par le multicast applicatif et le coût de la construction des arbres de dissémination. Les résultats obtenus montrent que si la construction des arbres est modérément coûteuse, les performances globales sont proches de celles d un placement statique des répliques. L élément le plus manquant à cette étude est la suppression de nœuds dans un arbre de dissémination. Les auteurs prévoient également d effectuer des tests avec d autres solutions peer-to-peer. Enfin, l étape supérieure serait d implémenter cette solution dans OceanStore, un système de stockage persistent distribué à large échelle, qui utilise déjà Tapestry comme abstraction de la partie réseau. L avantage indéniable de cette solution est que le placement des répliques et la répartition de charge se font de manière réactive. Par opposition, les architectures statiques actuelles imposent de connaître la topologie du réseau mondial et la répartition des clients, pour pouvoir placer les répliques a posteriori. De plus, si l utilisation d arbres de dissémination est légèrement coûteuse, leur utilisation associée à Tapestry permet de s affranchir des défauts du multicast IP (inter-domaine pas vraiment supporté) et de ceux du multicast applicatif traditionnel (qui passe difficilement l échelle).! Avant d envisager un déploiement en production à grande échelle, des simulations avec une population beaucoup plus grande semblent nécessaires (5000 machines dont 500 serveurs pour les tests effectués). En effet, un client-type d Akamai comme Google répond à 2300 recherches par seconde! Un autre point, non commenté dans l article, est que les algorithmes proposés font agir le client dans le processus de réplication. Il s agirait donc d une solution intrusive, qui &"#

5 demanderait une modification des navigateurs web. L impact et la compatibilité avec l existant n ont pas été traités ici. #"#

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