Design and analysis of a novel buffer management model for reliable content dissemination
Güvenilir içerik dağıtımı için yeni bir ara bellek yönetim modelinin tasarım ve analizi
- Tez No: 200351
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MİNE ÇAĞLAR, YRD. DOÇ. DR. ÖZNUR ÖZKASAP
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Endüstri ve Endüstri Mühendisliği, Matematik, Computer Engineering and Computer Science and Control, Industrial and Industrial Engineering, Mathematics
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2007
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Hesaplamalı Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 107
Özet
Dağıtık içerik dağıtım servislerinde güvenilirliğin sağlanması için, etkin bir ara bellek yönetimi yoluyla başarılmış bir kayıp mesaj kurtarım mekanizması vazgeçilmez bir bileşendir. Ara bellek yönetimi konusundaki mevcut yaklaşımlar, akış kontrolü, bellek kullanımının azaltılması, mesaj dengesinin sağlanması ve bellek parçalarının yer değiştirmesi gibi çok sayıda problem bileşeni üzerinde yoğunlaşmaktadır. Bu tez çalışmasında, geniş ölçekli biyolojiden esinlenen eşler arası veri dağıtım servislerine yönelik ara bellek yönetimi problemi ele alınmıştır. Biyolojiden esinlenen epidemik protokoller; ağ hatalarına karşı dayanıklı ve ölçeklenir olmaları ve olasılıksal güvenilirlik garantisi sağlamaları açısından kayda değer avantajlara sahiptir. Bu tip protokollerde güvenilirlik ve ölçeklenirlik sağlamasının yanı sıra, etkin bir ara bellek mekanizması ile birleştirildiğinde, sistem genelindeki bellek kullanımı da iyileştirilebilir. Önceki yaklaşımlarla karşılaştırıldığında tekdüze bir yük dağılımı sağladığı kanıtlanan ve eşlerin her birinin sistemin kısmi bir görünümüne sahip olduğu bir koşulda genel ara bellek kullanımını azaltan ve Adımsal Eşit Dağılımlı Ara Bellek olarak adlandırılan yeni bir algoritma önermekteyiz. Bu yaklaşımın başlıca hedeflerinden biri; sistem içerisindeki ara bellek tutucularının ara bellek yükü mevcut eşler arasında dengelenecek şekilde seçilmesi ve bunun sonucunda içerik dağıtımının etkinliğinin arttırılmasıdır. Bu yaklaşım; her bir mesajın ara bellek tutucusu olarak yalnızca eşlerin küçük bir alt kümesi seçildiğinden, bellek kullanımını da azaltmaktadır. Aynı zamanda, geniş ölçekli senaryolara uygulanabilir, güvenilir bir dağıtım sağlar ve dinamik sistem giriş ve çıkışlarına adapte olabilir. Ara bellek boyutunu ayarlayarak, yüksek olasılıkla mesaj dengesini sağlar. Ara bellek modelinin başarım değerlendirmesi ve önceki yaklaşımlarla kapsamlı bir karşılaştırması gerçekleştirilmiştir. Değerlendirmeler; ölçeklenirlik, güvenilirlik, hatalara uyumluluk ve tekdüzelik analizlerini içermektedir. Ara bellek düzeylerinin bir fonksiyonu olarak dağıtım güvenilirliğine ilişkin analitik sonuçlar da türetilmiştir. İlgili sonuçlarda Markov zincir analizi temel alınmıştır ve bu sonuçlar sayısal olarak değerlendirilmiştir. Benzetimlerle gerçekleştirilen karşılaştırmalar, sonuçların güvenilirlik açısından iyi bir alt sınır oluşturduğunu göstermektedir. Yüksek düzeyli güvenilirlik değerleri için, elde edilen analitik sınırların benzetim sonuçları ile tutarlılığı gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
For supporting reliability in distributed content dissemination services, message loss recovery mechanism achieved via efficient buffer management is an indispensable component. The available approaches for buffer management concentrate on several aspects of the problem such as flow control, reducing the memory usage, providing message stability and the replacement of buffer items. In this thesis study, we consider buffer management problem in support of large-scale bio-inspired peer-to-peer data dissemination services. Bio-inspired epidemic protocols have considerable benefits as they are robust against network failures, scalable and provide probabilistic reliability guarantees. Coupled with an efficient buffering mechanism, system wide buffer usage can be optimized while providing reliability and scalability in such protocols. We propose a novel algorithm, Stepwise Fair-share Buffering, that is shown to provide uniform load distribution in comparison to earlier approaches and reduces the overall buffer usage where every peer has the partial view of the system. A major aim of our approach is to be able to choose bufferers uniformly throughout the system so that the load of buffering will be well balanced among participating peers and the efficiency of content dissemination will be improved as a result. This also reduces the memory usage since only a small subset of the peers is chosen as bufferers for each message. Furthermore, it is applicable to large-scale scenarios, provides reliable delivery and is adaptable to dynamic join and leaves to the system. It adjusts the buffer size to achieve message stability with a high probability. Performance evaluation of the buffering model and extensive comparisons with earlier approaches are performed. The evaluations include scalability, reliability, adaptivity to failures and uniformity analysis. We also derive analytical results for reliability of dissemination as a function of buffer levels. These results are based on a Markov chain analysis and are evaluated numerically. Comparison with simulations shows that they provide a good lower bound for reliability. For high level of reliability values, the bounds are very close to the simulation results.
Benzer Tezler
- An analytical method for the analysis and design of AFDX networks
AFDX ağlarının analizi ve tasarımı için yeni bir analitik yöntem
ZEYNEP AYHAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞENAN ECE SCHMİDT
PROF. DR. KLAUS VERNER SCHMİDT
- Toplu deniz taşımacılığına yönelik değişik koşullardaki acil durum tahliye sürecinin modellenmesi, analizi ve planlanması
A methodological approach for modelling, analysis and planning of emergency evacuation process in public marine transportation systems
PEIMAN ALIPOUR SARVANI
Doktora
Türkçe
2017
Denizcilikİstanbul Teknik ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALP ÜSTÜNDAĞ
DOÇ. DR. EMRE ÇEVİKCAN
- Hedef kimyasala duyarlı floresan malzemelerin sentezi ve kimyasal sensörlerde kullanımı
Synthesis of fluorescent materials sensitive to target chemicals and usage in chemical sensors
FEHMİ KARAGÖZ
- Mekansal analiz teknikleri ile çok kriterli karar verme yaklaşımı kullanılarak raylı sistem güzergah analizi
Rail system route analysis using multi criteria decision making with spatial analysis techniques
BERNA ÇALIŞKAN
Doktora
Türkçe
2023
Ulaşımİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ OSMAN ATAHAN
- A novel priority based request scheduling mechanism to prevent SIP server overload
SIP sunucuların aşırı yüklenmesini önleyici yeni bir önceliklendirme tabanlı istek zamanlama mekanizması
DEMİR YAŞA YAVAŞ
Doktora
İngilizce
2017
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BİLGE GÜNSEL KALYONCU
DR. İBRAHİM HÖKELEK