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BTTE (BitTorrent Testing Environment)

簡介

  • 這是一個 BitTorrent (BT) 的模擬測試環境，對 BT 有興趣的人可以運行此環境了解其中運行的細節
  • 可以用此環境運行客製化 BT 的演算法，並與原始的通訊協定作比較
  • 此環境實作了最原始的 BitTorrent Protocol：
    • Tracker, Peer
    • Piece (packet)
    • Event Handler
    • Peer Selection, Piece Selection, Choking
  • 本環境也實作了兩個客製化的 Peer Selection 演算法：
    • Cluster Based
    • Load Balancing
  • 本專案是在 single thread 和 local machine 上運行，所以利用「亂數」來模擬網路環境
  • 本專案的文件連結

安裝及使用

前置需求:

  • g++
  • cmake
  • python3.x
  • gnuplot (for result chart)
  • git (optional)

安裝:

  1. git clone https://github.com/ckybonist/BTTE

  2. ./bootstrap.sh

  3. ./build.sh [options], option includes:

  • debug: Debug build
  • release: Release build
  • makeall: Build both debug and release
  • rebuild: Remove and create new obj/ directory, then execute makeall (it's necessary when you add new files in src/)

使用:

  1. Enter to program path: cd [obj/release/bin | obj/debug/bin]

  2. Run: ./BTTE btte.conf [peer_sel | piece_sel]

  • btte.conf: Parameters of the testing environment
  • peer_sel and piece_sel: This option tells the program that which types of algorithm (Peer Selection or Piece Selection) results should be collected. E.g. If peer_sel is given, then the output filenames will be the three Peer Selection algorithms (i.e. Standard.log, LoadBalacing.log and ClusterBased.log) respectivly.
  1. Generate result chart: ./script/plot/plot.sh [plot_type] [algo_type]
  • plot_type: time_peer or time_piece (time vs. peer or time vs. piece)
  • algo_type: peer_sel, piece_sel
  • chart path: plot/output/*.png
  1. Implment your custom algorithms:
  • cd custom/
  • For peer selection: edit my_peer_selection.cpp
  • For piece selection: edit my_piece_selection.cpp
  • All newly added files should be placed in custom/
  • Rebuild: ./script/build.sh rebuild

主要模組

  • EnvManager(env_manager.cpp): 管理整個模擬程式的創建和銷毀
  • EventHandler(event_handler.cpp): 掌管事件的產生和結束，並且確保事件之間的依賴性是正確的（某些事件有前後順序之分）
  • PeerManager (peer_manager.cpp): 創造 BT 環境和 Peer 資料
  • Algorithm（包含 BT 通訊協定的演算法）(algorithm/{*.h, *.cpp})
    • PeerSelection
    • PieceSelection
    • Choking
  • Random: 針對環境中不同的元素產生亂數種子，來模擬一個網路環境。這些元素包含：
    • 不同種 Peer 的 propagation delay
    • 事件的 Timestamp, 例如: peer 的加入和離開時間
    • 亂數產生的 Peer List
    • 演算法內所需要的亂數
  • IO: 讀取設定檔中的參數及輸出演算法運行結果

輸入

設定檔 /btte.conf 包含以下幾種參數：

  • Peer:
    • NUM_PEER
    • NUM_SEED: 預設已經擁有全部資源的 peers 數量
    • NUM_LEECH: 必須執行下載任務的 peers 數量
    • NUM_PIECE: Peer 總共能下載的資源數量
    • ARRIVAL_RATE: Peer 加入的頻率
  • Tracker:
    • NUM_PEERLIST: Peers 列表中的節點數量
  • Algorithm:
    • NUM_CHOKING: 此數值決定 peer 最多能與幾個其他的 peers 分享
    • TYPE_PEERSELECT: 決定此環境運行哪一種 Peer Selection
    • TYPE_PIECESELECT: 決定此環境運行哪一種 Piece Selection

輸出

  • Log file，紀錄當中包含四種屬性:

    • Peer ID
    • Join Time
    • Finish Time: 取得所有資源（piece）的時間點
    • Departure Time: 離開網路的時間點

  • Result Chart:

    • 此圖呈現不同演算法的平均下載時間
    • 橫軸：必須下載的資源數量 (piece)
    • 縱軸：完成下載所消耗的平均時間（average complete time)