Redes P2P para compartilhamento de arquivos em dispositivos móveis

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1 Redes P2P para compartilhamento de arquivos em dispositivos móveis Felipe Freixo Pina 1 1 Departamento de Informática - PUC-Rio Abstract. File sharing in wireless mobile P2P networks still lacks sufficient maturity to to support its broad adoption. In this work several systems/protocols will be analyzed in order to understand the actual state and point out where researches must be concentrated. Resumo. O compartilhamento de arquivos em redes P2P formada por dispositivos móveis ainda não está maduro o suficiente para a sua ampla utilização. Neste trabalho será realizada uma análise de diversos sistemas/protocolos para compreender o estado atual das pesquisas e indicar onde são necessários mais avanços. 1. Introdução Sistemas peer-to-peer (P2P) ganham importância como um meio eficiente e de baixo custo para trocas de informações entre uma grande quantidade de usuários. Seu funcionamento sem a necessidade de um nó central garante uma grande resiliência e permite que uma rede formada por nós independentes seja operada sem uma infra-estrutura pré definida. Com o crescente desenvolvimento da tecnologia de redes sem fios e a disseminação de dispositivos móveis utilizando esta tecnologia, outro tema em destaque é redes MANET (mobile ad hoc network). A característica principal deste tipo de rede é a ausência de uma infra-estrutura definida, assim, dois nós quaisquer devem utilizar nós intermediários, também pertencentes à rede, para se comunicar. Estes dois tipos de redes são muito similares pois são formadas por nós independentes colaborando para formar uma rede com topologia dinâmica e onde não existe infra-estrutura dedicada. Pesquisas estão sendo realizadas para entender como maximizar a sinergia entre esses dois tipos de redes em aplicações de compartilhamento de dados em redes P2P formadas por dispositivos móveis. Atualmente aplicações de troca de arquivos são as mais comuns para este tipo de rede, porém pode-se usar essa tecnologia para transmissão de vídeo/áudio, troca de mensagens e até serviço de telefonia (o Skype é um serviço funcionando sobre redes P2P). Esta monografia está organizada da seguinte forma: na seção 2 será apresentada uma visão geral sobre redes P2P e redes MANETs. A seção 3 trará um visão geral dos sistemas/protocolos estudados. Em seguida, estabelece-se critérios, na seção 4, para avaliar os sistemas/protocolos e compará-los, na seção 5. Por fim, na seção 6, discute-se os sistemas/protocolos comparados.

2 2. Redes P2P e MANETs 2.1. Redes P2P Redes P2P são compostas por nós que tornam parte de seus recursos diretamente disponíveis a outros nós, sem a necessidade de um coordenador central. Os nós são ao mesmo tempo fornecedores e consumidores de recursos. Esse tipo de rede tornou-se muito popular devido, principalmente, a sistemas de compartilhamento de arquivos como o Napster, Gnutela e BitTorrent. A construção da rede é feita dinamicamente pela adição ad-hoc de nós, e como não há distinção funcional entre eles uma aplicação distribuída neste tipo de rede possui uma maior tolerância a falhas. É comum sistemas P2P implementarem uma rede sobreposta (overlay network) na Camada de Aplicação, e é nesta rede sobreposta que estão as operações de indexação de arquivos e de descoberta de nós. Esses sistemas podem operar sobre uma rede IP, que proverá a infra-estrutura necessária para a comunicação ente nós. Esta rede sobreposta a rede IP é formada por todos os nós, e a ligação entre dois nós representa uma conexão entre eles. A utilização de redes sobrepostas oferecem uma variedade de vantagens: uma arquitetura robusta de roteamento, busca de dados eficiente, seleção de nós próximos, armazenamento redundante, resiliência, confiabilidade e autenticação, anonimato, escalabilidade maciça e tolerância a falhas. Redes P2P podem ser classificadas em relação a busca de recurso como não-estruturadas ou estruturadas. Não estruturadas não há controle sobre a estrutura da rede sobreposta, pares se descobrem por inundamento ou por informações guardadas de sessões anteriores. Assim a aplicação não tem conhecimento sobre a topologia da rede sobreposta. Estruturadas são utilizados algoritmos estruturados para localizar conteúdo na rede sobreposta. O algoritmo mais comum utilizam DHT (distributed hash tables). Assim a descoberta escala melhor com aumento da quantidade de nós que em redes não estruturadas. Mais informações sobre redes sobrepostas estruturadas e não-estruturadas e um comparativo entre diversas implementações pode ser encontrado em [Lua et al. 2005]. Pode-se também classificar redes P2P em relação a função que os nós desempenham: centralizada, descentralizada ou híbrida. São classificadas como descentralizada quando todos nós possuem as mesmas funções, centralizada quando escolhe-se super-nós que terão funções adicionais específicas e híbridas quando existe mais de um super-nó realizando as mesmas funções MANETs MANETs são redes auto organizadas de dispositivos móveis sem a necessidade em uma infra-estrutura predefinida. A rede MANET mais simples é uma rede formada por um conjunto de dispositivos alcançáveis mutualmente e que configuram-se dinamicamente para estabelecer uma rede ad-hoc temporária com um hop de distância máxima entre

3 dispositivos. Porém estas redes simples estão limitadas aos dispositivos dentro do alcance de transmissão. Aumentando a complexidade pode-se superar esta limitação adicionando mais hops para ligar dois dispositivos. Assim um nó não conseguirá mais comunicar-se diretamente a qualquer outro nó, e os pacotes serão encaminhados do nó de origem ao nó de destino através de nós intermediários, necessitando de uma cooperação entre os nós para que a comunicação torne-se possível. Devido mudanças em características dos nós pertencentes a rede, tais como localidade, capacidade de transmissão, nível de energia, qualidade do sinal, deve-se implementar protocolos de roteamento capazes de adptar-se estas mudanças. Mesmo após pesquisas sobre roteamento em MANETs o tema ainda não está totalmente consolidado [Conti and Giordano 2007] Similaridades e diferenças Em [Schollmeier et al. 2002] são listadas e examinadas similaridades e diferenças entre redes P2P e MANETs. Dentre as diferenças destacam-se: a participação de pares intermediários em uma rede P2P ocorre apenas na descoberta de informações. A troca de dados é feita entre os pares de origem e destino. Já em redes MANETs os nós intermediários são fundamentais para a comunicação; a topologia lógica da rede sobreposta em redes P2P não está relacionada a topologia física da rede IP sobre a qual ela está operando. Já nas MANETs a topologia física está diretamente relacionada à topologia lógica utilizada para o roteamento de mensagens; por fim, tem-se, a mobilidade dos nós na rede MANETs, característica que não tem relevância em redes P2P, pois a topologia física é desassociada da topologia lógica. Já as principais similaridades são listadas a seguir: são redes auto-organizadas sem a necessidade de entidades centrais. mudanças na topologia da redes são freqüentes, visto que nós podem entrar e sair da rede a qualquer momento e deslocar-se no caso de MANETs. a necessidade de utilizar mensagens por difusão ou inundamento, devido ao dinamismo das redes, para periodicamente atualizar as informações sobres os nós presentes na rede. baixa confiabilidade dos nós, pois nos dois tipos de redes é freqüente a mudança na topologia das redes. Devido as similaridades tem-se estudado o desenvolvimento de sistemas que permitam a troca de arquivos, suportada por redes P2P, em redes MANETs. Sendo assim, a seguir serão apresentados cinco sistemas para compartilhamento de arquivos voltados para redes de dispositivos móveis.

4 3. Sistemas para compartilhamento de informação 3.1. BTM BTM (BitTorrent for MANETs) é uma implementação baseada no protocolo [Bittorrent ] descrita em [Rajagopalan and Shen 2006]. Conforme observado em [Ding and Bhargava 2004] uma abordagem de camadas cruzadas, onde o nível físico da MANET e o nível da rede sobrepostas são fundidos, reduz a complexidade em número de hops, pois uma mesma camada será responsável pelo roteamento dos pacotes, pela requisição de arquivos e pela descoberta de participantes. Neste protocolo a direta relação entre a rede lógica e a física em MANETs é aproveitada para dar ciência a camada da rede sobreposta sobre a topologia da rede. Assim a busca por arquivos e nós utilizará esta ciência para otimizar o roteamento das requisições. Quatro tipos de mensagens, e seus mecanismos de propagação, são definidas: Propagação do Torrent ao anunciar um arquivo um nó faz uma difusão do torrent da para os seus vizinhos. Seus vizinhos por sua vez irão armazená-lo no cache e com uma probabilidade p irão re-difundir a mensagem. Propagação do TREQ nesta requisição será solicitado o torrent do arquivo que o nó quer receber. Esse tipo de requisição é propagado aos nós da rede e se algum nó tiver este torrent em cache irá responder ao nó solicitante. Propagação do PREQ requisição solicitando os nós participantes do compartilhamento de um determinado arquivo. Ela será difundida pela rede, e um nó participante irá respondê-la, nós não participantes guardam em seu cache o torrent correspondente ao arquivo solicitado (enviado junto com a solicitação) e re-difundem a solicitação. Propagação do HELLO mensagem para indicar que o nó está participando do compartilhamento de um arquivo. Sempre que um novo compartilhamento de arquivo é anunciado o protocolo irá eleger nós redundantes para criar réplicas do arquivo. Assim falhas pontuais em nós são minimizadas. Simulações demonstraram um bom desempenho, boa propagação do arquivo na rede e boa resiliência, porém com uma alta utilização da interface de rede, consequentemente um consumo maior de energia BitHoc Diferentemente do BTM que otimiza a busca por recursos, no BitHoc [Sbai et al. 2008] o enfoque maior está na escolha dos nós participantes, ou seja para quais outros nós um dado nó x irá solicitar a transferência do arquivo. Sua estratégia é manter uma lista pequena de nós participantes e nesta lista local ter mais nós próximos do que nós distantes. No BTM são empregadas atividades de descoberta de nós e torrents descentralizadas.

5 A estratégia de poucos nós próximos busca aproveitar a boa performance do TCP em rotas com poucos hops entre nós, reduzir a sobrecarga do roteamento e reduzir a propagação dos pacotes de descoberta de torrents e nós. Poucos nós distantes são necessários para difundir os pedaços dos arquivos pela rede. Mas para isto deve-se definir uma estratégia de escolha dos pedaços que serão solicitados para nós próximos e distantes. Nós distantes é escolhido o pedaço do arquivo que não possue uma cópia na vizinhança do nó solicitante. Assim pedaços ausentes do grupo local são replicados localmente, aumentando a taxa de transferência dos nós próximos. Essa estratégia também aumenta a difusão do arquivo por toda a rede. Se não existir um pedaço sem cópia na vizinhança o nó distante será substituído por um nó próximo. Nós próximos serão solicitados os pedaços mais raros na vizinhança, para garantir que esse pedaço do arquivo seja replicado, mitigando os efeitos de desconexão ou movimentação do nó. Como será uma replicação local, a taxa de transferência será alta. Para o correto funcionamento destas estratégia de escolha de pedaços o protocolo precisa manter informações sobre a proximidades entre os nós. Cada nó terá uma tabela para nós próximos e outra para nós distantes. Os resultados das simulações mostraram aumento na taxa de transferência e também na taxa de compartilhamento (razão entre envio/recebimento de arquivos), indicando que mais nós estão participando, ou seja, a cooperação está maior. Porém não foram realizadas simulações em rede com nós em movimento, o que limita a análise dos resultados NAP A proposta deste protocolo, NAP (Network-Aware P2P), é modificar a estratégia de seleção de nós e de pedaços do arquivo para considerar a topologia da rede e as condições de tráfego [Ko and Kim 2009]. Para obter as informações sobre as condições de tráfego, foi utilizado o protocolo OLSR (Optimized Link State Routing Protocol) modificado. Foi adicionada um operação em que cada nó troca com os seus vizinhos mais próximos (até 2 hops de distância) o tráfego transmitido dentro de um período de tempo. Assim a banda passante disponível pode ser calculada e depois informada para os outros nós através das mensagens do tipo HELLO e TC usadas para descoberta de vizinhos e propagação de informações de vizinhos. Outra modificação foi uma operação para obter os nós intermediário até o nó destino. Seleção de nós com as informações coletadas pelo protocolo OLSR pode-se calcular o custo para atingir um dado nó em função da banda passante disponível e do número de hops. Os nós selecionados serão aqueles mais distantes e aqueles mais próximos que possuem rotas descongestionadas. Seleção de pedaços é utilizada a estratégia de solicitar os pedaços mais raros dentre os seus vizinhos. Porém vizinhos com conexões instáveis ou vizinhos localizados atrás de um outro vizinho não serão considerados.

6 Os resultados obtidos em simulações demonstram que este protocolo consegue contornar efetivamente rotas congestionadas. Assim como os resultados apresentados nos protocolos BTM e BitHoc, faltaram dados obtidos em redes com mais mobilidade dos nós SNP No artigo A Social Network Based File Sharing System in Mobile Peer-to-peer Networks [Zhang and Shen 2009] é proposta uma abordagem diferente para solucionar o problema de compartilhamento de arquivos em redes MANETs. Baseando-se em estudos relacionando o comportamento social de indivíduos e seus movimentos em redes P2P de dispositivos móveis, o protocolo apresentado, chamado de SNP (Social Network based P2P file sharing system) no decorrer deste estudo, possuí duas principais diferenças: (i) os nós são agrupados em sub-partições, chamadas comunidades, que possuem interesses em comum e (ii) a mobilidade de nós entre comunidades é explorada para intercâmbio de dados entre elas. As comunidades são construídas baseadas nos interesses dos nós. Esses interesses são definidos por palavras-chaves, assim, ao se encontrem, dois nós trocam entre-si suas palavras-chaves e em função do grau de similaridade entres elas será, decidido se uma ou mais comunidades serão criadas. Um nó pode pertencer a mais de uma comunidade. Nós com interesses comuns e contato freqüente com membros de uma comunidade são membros em potencial, assim, uma função irá verificar se ele deve pertencer a esta comunidade. Note que nós com interesse comum mais distantes (contato raro) não serão incluídos na comunidade, deste modo mantém-se a localidade da comunidade facilitando a troca de arquivos entre seu membros. O algoritmo de roteamento explorará a mobilidade dos nós e o comportamento social de seus usuários para encaminhar os pacotes entre origem e destino. A decisão para qual nó intermediário um pacote deverá ser encaminhado baseará-se na probabilidade deste nó intermediário encontrar-se com o nó destino. Sempre que dois nós se encontrarem será trocada, além, da lista de interesse, como dito anteriormente, também uma lista de histórico de encontros. Esta lista terá a probabilidade de um nó encontrar diretamente ou indiretamente outros nós da rede. Essa probabilidade é representada por uma função de decaimento exponencial baseada no tempo de viagem entre os dois nós. Introduzindo uma diferenciação entre os nós de uma rede P2P, são criados nós com responsabilidade ou funções especiais para facilitar o compartilhamento de arquivos. Este nós são classificados em dois tipos: Índice nós mais estáveis da comunidade, sendo estabilidade definida em função da freqüência que um nó se comunica com os outros nós de sua comunidade e da permanência de conexão; Comunicador nós que comunicam-se freqüentemente com o nó índice de sua comunidade e que possuem contato com nós pertencentes a outras comunidades. Estes dois tipos de nós serão fundamentais para a pesquisa e transferência de arquivos dentro da rede. Um nó ao solicitar um arquivo irá enviar uma requisição aos seus vizinhos. Se algum vizinho tiver o arquivo, ele responde e a transferência inicia-se. Se os vizinhos do nó solicitante responderem que não possuem o arquivo, o nó solicitante irá enviar

7 a requisição ao nó índice de sua comunidade através dos nós que possuem o mesmo interesse que ele. Ao receber a requisição, o nó índice irá verificar no arquivo de índice da comunidade. Se um nó que possui o arquivo é encontrado, este será notificado a transmitir o arquivo ao nó solicitante. Por outro lado, se o arquivo não for encontrado na comunidade o nó índice irá notificar aos nós comunicadores para localizarem este arquivo em outras comunidades. O nó índice de outra comunidade irá verificar se o arquivo pertence a sua comunidade, e, se não encontrar, irá enviar uma resposta ao nó índice da comunidade do nó solicitante informando. Se o arquivo for encontrado, o nó índice solicitará ao nó que possui o arquivo que o transmita a ele. Com o arquivo, o nó índice irá transmitir, via nó comunicador, o arquivo para o nó índice da comunidade do nó solicitante. Por fim, o nó índice do solicitante irá encaminhar o arquivo ao nó solicitante. O nó índice terá uma lista de requisições de arquivos que não estão presentes localmente na comunidade que será transmitida a um nó comunicador para que este, ao deslocar-se, procure por outras comunidades estes arquivos. Resultados da simulação apontam boa probabilidade de entrega em redes com mais de 300 nós e uma baixa sobrecarga (comparado a algoritmos de rotamento epidêmico) Transmissão de Múltiplas Fontes O protocolo apresentado em [Si et al. 2009], que será referenciado como TMF (Transmissão de Múltiplas Fontes) neste estudo, tem o objetivo de transmitir com alto desempenho e com baixo consumo de energia arquivos multi-mídia em redes MANETs. Para garantir o alto desempenho, a transmissão do arquivo é feito de múltiplos nós fontes e com redundância. E para preservar a energia, serão utilizados somente uma quantidade de nós fonte suficientes para atingir o desempenho desejado. Assim, será aplicado um algoritmo de escolha dos nós fontes, semelhante ao algoritmo do problema restless bandit, para decidir quais são os nós fontes ativos, que transmitirão o arquivo. O algoritmo está formulado em para maximizar o desempenho e minimizar o consumo de energia. O processo de seleção dos nós que transmitirão o arquivo é descrito pelos seguintes passos: 1. o solicitante executa um processo de busca para identificar potenciais nós fontes para o arquivo; 2. o solicitante calcula, em função do tamanho do arquivo, a quantidade de nós fontes potenciais (N), a quantidade de nós fontes ativos (M) e solicita o primeiro pedaço do arquivo ao potenciais nós fontes; 3. utilizando o algoritmo de escolher nós fontes, os nós potenciais definem as probabilidades de cada nó estar ativo em cada intervalo de tempo; 4. a cada intervalo de tempo os nós potenciais verificam as probabilidades de se tornarem ativos, e os N nós com as maiores probabilidades transmitem o arquivo; 5. vá para o passo 3 enquanto as transmissão do arquivo não estiver completa Os resultados da simulação mostram que este protocolo tem um desempenho superior a outro protocolo com estratégia diferente de seleção de nós fontes.

8 4. Critérios da comparação Aplicações de compartilhamento de dados em redes P2P de dispositivos móveis devem possuir uma série de características comuns as redes P2P operadas sobre a Internet, porém alguns outros fatores para avaliação devem ser levados em consideração, devido a particularidades das redes MANETs Desempenho O desempenho será analisado para as duas operações mais básicas: a busca dos nós compartilhando um determinado arquivo e a transferência deste arquivo ao nó solicitante. É importante destacar que cada tipo de aplicação pode possuir um requisito quanto ao desempenho. Por exemplo, uma aplicação de transferência de arquivos multi-mídia necessita de um alto desempenho para a correta visualização do conteúdo. Já aplicações voltadas para troca de pequenos arquivos, podem relaxar neste requisito Mobilidade É muito importante que os algoritmos de busca e transferência de arquivos sejam capazes de funcionar mesmo em situações de grande mobilidade dos nós da rede. Assim, neste critério será avaliada a capacidade de cada protocolo/sistema adaptar-se a constantes alterações na topologia da rede devido a mobilidade dos nós Tolerância a falhas Será analisado o suporte que o protocolo/sistema oferece para mitigar falhas em conexões ou em nós, qual o efeito de uma falha para a estabilidade, se existem redundância na transmissão e se é possível a recuperação do sistema a um estado normal Conservação de energia A conservação de energia é um fator fundamental para redes MANETs, pois como os próprios nós são os responsáveis por toda a comunicação para manter a rede operando, deve-se evitar ao máximo que nós tenham que sair da rede por falta de energia. Deve-se, ainda, considerar o usuário do dispositivo, pois o dispositivo não deve consumir muita energia em tarefas não perceptíveis a eles, e sim conservar energia para aquelas atividade consideradas relevantes. Assim, os serviços de busca e transferência devem considerar níveis energia dos dispositivos para decidir melhores rotas para o envio de pacotes de modo a não onerar dispositivos específicos. Também devem minimizar a utilização da interface de rede, empregando algoritmos que reduzam a troca de mensagens. 5. Comparação 5.1. Desempenho Nos protocolos baseados no BitTorrente tem-se o seguinte: no BTM é implementada uma estratégia de cache para otimizar a busca por arquivos. Porém é importante notar que o anuncio de compartilhamento de arquivo é difundido pela rede. Essa solução funciona melhor quando a relação entre requisições e novos anúncios é alta. Já no BitHoc e no NAP

9 não há uma definição sobre o algoritmo, então pode-se utilizada uma busca por DHT por exemplo. A transferência é similar ao BitTorrent: o arquivo é dividido em pequenos pedaços e utiliza-se múltiplos nós, cada um transferindo um pedaço. Assim que um nó receber um pedaço pode transferí-lo para outro nó. No BTM sempre que é anunciado um novo arquivo ele é replicado em outros nós, melhorando o desempenho inicial até o arquivo se disseminar na rede. No BitHoc a transferência é otimizada utilizando estratégia de seleção de nós e de pedaços, assim o desempenho da implementação padrão do BitTorrent foi melhorado. Por fim, o protocolo NAP, além de empregar otimizações na seleção de nós e pedaços, considera o trafego da rede no roteamento, aumentando ainda mais o desempenho. No roteamento das mensagens de busca de arquivos e descoberta de nós utiliza-se um abordagem de camadas cruzadas encurtando o tamanhos das rotas e consequentemente melhorando a performance [Ding and Bhargava 2004]. No SNP tenta-se inferir quais arquivos uma comunidade possa vir a se interessar e uma cópia local é feita antecipadamente, melhorando o desempenho na transmissão caso os nós da comunidade solicitem os arquivos. Porém como este protocolo é voltado para uma especialidade de redes MANETs, as redes oportunisticas, o desempenho não é sua principal preocupação. Uma otimização interessante citada em [Boldrini et al. 2007a] é utilizar redundância nas mensagens para melhorar o tempo e a probabilidade de entrega das mesmas. Não há otimizações para a busca no protocolo TMF, porém ele utiliza múltiplas-fontes para atingir o melhor desempenho na transmissão do arquivo visto que é voltado para transmissões de arquivos multi-mídia. Mas, para isto, supõe-se que existam múltiplos nós com o arquivo. Não existam mecanismo de replicação dos dados neste protocolo Mobilidade Das três implementações baseadas no BitTorrent apenas a BTM realizou simulações com nós em movimento. Porém os resultados mostram que sua utilização restringe-se a espaços delimitados onde os dispositivos podem transitar livremente, porém não podem estar muito dispersos em vários grupos isolados. Somente a replicação de arquivo para outros nós no momento da anunciação não é suficiente. Para os outro dois não é possível concluir nada sobre adaptação em redes com grande movimentação de nós. Seria interessante observar o efeito na mobilidade sobre os algoritmos de manutenção da topologia da rede - para diferenciar nós próximos de distantes - nos protocolos BitHoc e NAP. E qual o impacto no algoritmo para desvio de congestionamento, uma vez que este mantêm informação sobre a banda passante para cada nó da rede? Neste critério o protocolo SNP é o que mais se destaca, porque além de suportar muito bem a mobilidade de nós, aproveita-se dela para realizar a busca e transmissão dos arquivos. No TMF não pode-se concluir sobre o suporte a grande mobilidade dos nós.

10 5.3. Tolerância a falhas O BTM emprega um modelo descentralizado de indexação de arquivos, sendo inclusive diferente do protocolo BitTorrent, para evitar dependência do sistema a um único nó. Possui também um mecanismo de replicação de arquivos para minimizar os efeitos de desconexão de nós. Porém essa replicação somente ocorre quando é anunciado um novo arquivo. No BitHoc e NAP, devido ao modelo de seleção de nós, os arquivos tendem a disseminarse mais homogeneamente pela rede, aumentando a tolerância a falhas não em apenas um nó, mas também em uma área da rede. Como a indexação não é definida nestes dois protocolos pode-se utilizar DHT. Quanto ao SNP, por existirem super-nós com funções especial (índices e comunicadores), eventuais falhas nestes nós podem comprometer o funcionamento. Uma solução pode ser um rodízio entre os possíveis candidatos. Também não existe redundância nas mensagens, assim se um nó comunicador sofrer uma falha a mensagem será perdida. Já no TMF por supor a transmissão de múltiplas fontes suporta bem a falha de algumas delas e também a falha de nós intermediários Conservação de energia Os protocolos do BTM, BitHoc e NAP reduzem a sobrecarga de mensagens, medida esta, que implica em conservação de energia. No BitHoc e NAP ainda existe a preocupação de disseminação do arquivo na rede, de modo a aumentar a razão entre envio/recebimento de arquivos, cujo efeito será uma participação mais igualitária de todos os nós da rede mantendo o nível de energia também equilibrado entre os nós. A solução de definir super-nós, no protocolo SNP, gera uma sobrecarga neste nós que irá aumentar o consumo de energia. No TMF a conservação de energia está presente nos algoritmos de roteamento. Na Tabela 1 pode-se verificar as avaliações consolidadas. 6. Conclusões Existe uma variedade de sistemas/protocolos para compartilhamento de dados em redes P2P formada por dispositivos móveis, buscando solucionar também variadas aplicações: de uma simples troca de arquivo até a transmissão de vídeo em tempo real. Muitos avanços foram feitos [Lua et al. 2005], principalmente na construção e manutenção das redes sobrepostas e na busca de conteúdo, mas ainda há mais a pesquisar, sobretudo em mobilidade e em conservação de energia. A mobilidade, uma característica intrínseca ao dispositivo, deve ter seu impacto no sistema/protocolo analisado e, como no caso do SNP, ser explorada como parte do algoritmo. A conservação de energia é diretamente afetada pela diminuição da sobrecarga nas operações de roteamaente, busca e transmissão. A maioria dos sistema/protocolos busca

11 Tabela 1. Avaliação dos sistemas/protocolos Desempenho Mobilidade Tolerância a Falhas Conservação de Energia Cache para busca Pouca mobilidade Descentralizado Não considera BTM Múltiplas fontes Replicação de novos arquivos Replicação de novos arquivos Sem otimização na busca Pouca mobilidade Descentralizado Disseminação dos arquivos BitHoc Múltiplas fontes Disseminação dos arquivos Melhor seleção de nós Sem otimização na busca Pouca mobilidade Descentralizado Disseminação dos arquivos NAP Múltiplas fontes Disseminação dos arquivos Melhor seleção de nós Evita rotas congestionadas SNP Especulação de arquivos Suporta grande mobilidade Centralizado Sobrecarga nos super-nós TFM Múltiplas fontes Não informa Descentralizado Escolha das rotas considera consumo de energia reduzir a utilização excessiva da interface de rede, porém não há uma preocupação explicita quanto a redução dos gastos de energia. Apenas um deles tem como objetivo a conservação global de energia. Quanto ao desempenho: é visto que a replicação e a cooperação dos nós da rede é fundamental para atingir altas taxas de transmissão, porém, novamente, é necessário investigar o impacto da mobilidade nas solução adotadas. E para melhorar a busca a utlização de cache e melhores algoritimos de roteamento são fundamentais. Um trabalho como o [Boldrini et al. 2007b] precisa ser feito para os demais sistemas/protocolos apresentados para observar o impacto da mobilidade dos nós. Por fim, este é um tema promissor e pode-se imaginar que no futuro uma quantidade massiva de dispositivos móveis estarão inter-conectados por redes MANETs, além, é claro, de conectar-se as redes de telefonia e à Internet. Seria interessante uma investigação para propor sistema/protocolos que utilizassem essas múltiplas redes para superar algumas dificuldades encontradas na redes MANETs.

12 Referências [Bittorrent ] Bittorrent. Bittorrent protocol specification. [Boldrini et al. 2007a] Boldrini, C., Conti, M., Iacopini, I., and Passarella, A. (2007a). Hibop: a history based routing protocol for opportunistic networks. Proc. IEEE International Symposium on a World of Wireless, Mobile and Multimedia Networks WoWMoM, pages [Boldrini et al. 2007b] Boldrini, C., Conti, M., and Passarella, A. (2007b). Impact of social mobility on routing protocols for opportunistic networks. Proc. of AOC Workshop. [Conti and Giordano 2007] Conti, M. and Giordano, S. (2007). Multihop ad hoc networking: The theory. Communications Magazine, IEEE, 45(4): [Ding and Bhargava 2004] Ding, G. and Bhargava, B. (2004). Peer-to-peer file-sharing over mobile ad hoc networks. IEEE PERCOM-W, Orlando, USA. [Ko and Kim 2009] Ko, S. K. and Kim, Y. H. (2009). Network-aware p2p content sharing over manet. Mobile Data Management: Systems, Services and Middleware, MDM 09. Tenth International Conference on, pages [Lua et al. 2005] Lua, E. K., Crowcroft, J., Pias, M., Sharma, R., and Lim, S. (2005). A survey and comparison of peer-to-peer overlay network schemes. IEEE Communications Surveys and Tutorials, 7(2): [Rajagopalan and Shen 2006] Rajagopalan, S. and Shen, C.-C. (2006). A cross-layer decentralized bittorrent for mobile ad hoc networks. MOBIQUITOUS, San Jose, USA. [Sbai et al. 2008] Sbai, M. K., Barakat, C., Choi, J., Hamra, A. A., and Turletti, T. (2008). Adapting bittorrent to wireless ad hoc networks. Lecture notes in computer science, 5198: [Schollmeier et al. 2002] Schollmeier, R., Gruber, I., and Finkenzeller, M. (2002). Routing in mobile ad-hoc and peer-to-peer networks. a comparison. Lecture notes in computer science, pages [Si et al. 2009] Si, P., Yu, F. R., Ji, H., and Leung, V. C. M. (2009). Distributed multi-source transmission in wireless mobile peer-to-peer networks: A restless bandit approach. Communications, ICC 09. IEEE International Conference on, pages 1 5. [Zhang and Shen 2009] Zhang, H. and Shen, H. (2009). A social network based file sharing system in mobile peer-to-peer networks. Computer Communications and Networks, ICCCN Proceedings of 18th Internatonal Conference on Computer Communications and Networks, pages 1 6.

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