MITIGATION OF FREE RIDING IN PEER-TO-PEER SYSTEMS. PhD thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF Dissertation-Final_Copy.pdf Download (2MB) | Preview

Arabic Abstract

النظم الموزعة هي مجموعة من أجهزة الكمبيوتر المستقلة ذاتيا والمتصلة عبر الشبكة العنكبوتية التي تمكن أجهزة الكمبيوتر من تنسيق أنشطتها وتقاسم موارد النظام بحيث يمكن للمستخدمين النظر إلى النظام على انه وحده حاسوبية متكاملة. نظام الند للند هو شكل من أشكال النظم الموزعة التي تعتمد على مبدأ المساواة حيث يعتبر كل حاسب في النظام على انه مستهلك ومزود في نفس الوقت. مبادئ تصميم نظم الند للند قادت لبعض التحديات. واحدة من هذه التحديات هي مشكلة عدم المشاركة الفعالة. تعرف مشكلة عدم المشاركة الفعالة على انها تهديدا لوجود أنظمة الند للند، كما أ نها تتنافى مع الطبيعة الأساسية لأنظمة الند للند. لا يزال الباحثون يصممون تقنيات جديدة للحد من هذه المشكلة، وبالتالي، هناك حاجة لإيجاد حل قوي لهذه المشكلة المعقدة. في هذه الأطروحة، نبحث في النظم الموزعة من أجل تصنيف واضح لها وفقا لخصائصها. كما ندرس كل من النظم الموزعة وتحديدا تلك التي هي عرضة لمشكلة عدم المشاركة الفعالة. وعلاوة على ذلك، ركزنا بشكل خاص على مشكلة المشاركة الغير فعالة في نظم الند للند و البحث عن أهم العقبات التي تقف في طريق حلها. كما أجرينا مراجعة للمناهج الحالية لمكافحة هذه المشكله في نظم الند للند وتحديد الفجوات البحثية بين جميع الطرق القائمة. في هذا البحث، أجرينا دراسة متعمقة لنظام “البت تورنت”، وهو واحد من أكثر النظم تداولأ لتبادل الملفات. وقمنا بدراسة الجوانب التي تمكن المستخدمين غير فعالي المشاركة من التمكن من خداع نظام الخنق في “بت تورنت”. كما قمنا بتصميم خوارزميات جديده اعتمادا على نظرية اللعبه وهي إحدى أساليب اتخاذ القرارات المهمه للتقليل من الاثار السلبية لهذا النوع من المستخدمين. أثبتت نتائج المحاكاه التي قمنا بعملها على ان كفائة الحلول المقترحة من قبلنا تفوق الحلول القائمة في نظام “بت تورنت” القائم حاليا.

English Abstract

Distributed systems are collection of autonomous computers, connected through a network and distribution middleware, which enables computers to coordinate their activities and to share the resources of the system, so that users perceive the system as a single, integrated computing facility. A peer-to-peer system is a form of distributed system in which all participating nodes have "equal standing", both serving as either a client or server. The design principles of peer-to-peer systems led to some challenges. One of these challenges is the problem of free riding. Free riding has been identified as a threat to the existence of peer-to-peer systems, as it negates the fundamental nature of peer-to-peers systems. Researchers are currently still designing techniques to curb free riding and therefore, there is a need for robust solution to this complex problem. In this dissertation, we investigate distributed systems in order to clearly classify them according to their characteristics. We also examine each of the distributed systems and identify those that are prone to free riding. Consequently, we proposed a taxonomy for distributed to clearly identify them. In addition, we propose a new free riding based taxonomy for distributed systems. Furthermore, we specifically focused on the problem of free riding in peer-to-peer systems and investigate why it is very challenging. We conducted a review of existing approaches to combating free riding in peer-to-peer systems and identify research gaps between the existing approaches. As a case study, we conducted an in depth study of BitTorrent system, one of the most popular peer-to-peer file sharing system. In this phase of the thesis, we investigated BitTorrent peer selection algorithms by carrying out experimental analysis to understand BitTorrent exploitation points by free riders. Based on the understanding gained from the analysis, we proposed a game theory-based choking algorithm for BitTorrent to deter free riding. Finally, we carried out extensive simulation to evaluate the performance of our proposed model and compared our results with the existing BitTorrent. The results show that our proposed game based choking algorithm out performed the existing choking algorithm in BitTorrent.

Item Type:	Thesis (PhD)
Subjects:	Computer
Department:	College of Computing and Mathematics > Information and Computer Science
Committee Advisor:	Farag, Azzedin
Committee Members:	Moataz, Ahmed and Nasir, Al-Darwish and Ashraf, Mahmoud and Shokri, Selim
Depositing User:	YAHAYA MOH ONIMISI (g200901450)
Date Deposited:	13 Jul 2014 09:21
Last Modified:	01 Nov 2019 15:41
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/139169