Incentivos en Redes P2P
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Incentivos en Redes P2P
Bibliografía
M. Feldman, K. Lai, I. Stoica, and J. Chuang. Robust Incentive Techniques for Peer-to Peer Networks. In Proceedings of the Fifth ACM Conference on Electronic Commerce, May 2004.
David Hales, Bruce Edmonds: Applying a socially inspired technique (tags) to improve cooperation in P2P networks. IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics, Part A 35(3): 385-395. 2005.
Cliente servidor vs. P2P
Cliente/servidor P2P
Tráfico de red Asimétrico, tráfico de subida bajo aceptable.
Simétrico.
Contenido Centralizado en el servidor.
Distribuido entre los peers.
Direccionamiento Estático, utilizando DNS, NAT, puertos bien conocidos (80).
Dinámico, registros en tiempo real. Tratamiento de NAT/firewall.
Rendimiento Decrece con el número de usuarios.
Aumenta con el número de usuarios.
¡Gracias Javier!
Algunos factores que afectan el rendimiento
Algoritmo de ruteo.
Grado de replicación de recursos populares.
Cooperación.
Lo Común o Compartido
Aunque todos se benefician de un recurso común, el mismo termina siendo destruido por la actitud egoísta de cada individuo.
Fenómeno bien estudiado por las ciencias sociales sobrepastoreo de un lote compartido contaminación del ambiente deforestación pesca intensiva ...
Tragedy of the Commons
“That which is common to the greatest number has the least care bestowed upon it"
Aristóteles 384 BC-322 BC
Tragedy of the Commons
"Freedom in a commons brings ruin to all”
"The Tragedy of the Commons," Garrett
Hardin, Science, 162(1968):1243-1248.
Garrett Hardin 1915-2003
Cooperación
Alta performance requiere alto grado de cooperación compartir archivos
más se comparte menor latencia
ruteo más se reenvía menor
latencia, menor pérdida, mayor conectividad
servicio (ej., reenvío de paquetes,
descarga de archivos)
servicioservicio
Motivación
Los sistemas P2P se basan en la cooperación entre usuarios con intereses propios.
Free-Riding/Greedy Behavior. Necesidad de incentivos para la
cooperación.
Juegos
Estrictamente competitivos (suma cero) ajedrez, go, póquer, escondidas
Juegos (y otras situaciones)
Puramente cooperativos (o casi)
Juegos
Juegos Cooperativos/Competitivos dilema del Prisionero, dilema del contrabandista,
halcón y paloma
Dilema del Prisionero
Alicia
Roberto
confiesa niega
confiesa 3,3 0,5
niega 5,0 1,1
Alicia
Roberto
cooperar desertar
cooperar R,R P,T
desertar T,P C,C
R: Recompensa T: Tentación P: Perdedora
C: Castigo
Dilema del Prisionero
T>R>C>P
R > (T+P)/2.
Torneo de Axelrod (1979)
Invitación a enviar estrategias. Los programas (estrategias) compiten
entre ellos. Objetivo: obtener puntos. Pueden recordar interacciones previas 14 estrategias + aleatoria
Representación de las estrategias
Autómatas finitos. Estados acciones del jugador. Arcos acciones del oponente. Estado inicial elección inicial del
jugador.
TIT-FOR-TAT “nice”
C D
C
C
D D
TIT-FOR-TAT
TAT-FOR-TIT “nasty”
D C
C
C
D D
TAT-FOR-TIT
EASY-GO “hopeless”
D C
C D C,D
EASY-GO
FORG-NOT “ruthless”
C D
C D C,D
FORG-NOT
Una Sola Vez vs. Repetidas Veces
El razonamiento a seguir no es el mismo si se juega una sola vez a si se juega repetidas veces.
Estrategias con memoria. Más próxima a las situaciones de la vida
real.
La Evolución de la Cooperación
Explorar las condiciones bajo las cuales la cooperación emerge entre agentes fundamentalmente egoístas.
Incentivo a largo plazo para la cooperación, a pesar de existir un incentivo a a corto plazo que favorece la deserción.
Cooperación Emergente
Torneo ecológico. Resultado de un juego tiene influencia en
la proporción con que cada estrategia se vería representada en el juego siguiente.
ResultadoEstrategias torpes fueron desapareciendoEstrategias del tipo TIT-FOR-TAT fueron
sobreviviendo.El ambiente resultó ser cada vez más
cooperativo.
Dilema del Prisionero Generalizado
Similar al dilema del prisionero clásico pero con peers que pueden asumir el rol de clientes y servidores en cada jugada.
servicio(e.g., redireccionamiento de paquetes,
descarga de archivos)
servicioservicio
ja,ja,ja.
%@#?!
servicio
servicio
fuente Incentives for Cooperation in the Internet. Lai et al
Nuevos Desafíos
Gran número de peers menor probabilidad de repetir interacción entre peers.
Identidades “gratuitas” cambio continuo de identidad.
Aumenta la probabilidad de interactuar con extraños.
Nuevos Desafíos (cont.)
Asimetría modos servidor y cliente
solicitar servicio
otorgar servicio (cooperar)
ignorar solicitud(desertar)
solicitar servicio?
-1+7
Nuevos Desafíos
Alicia
Roberto
confiesa niega
confiesa 3,3 0,5
niega 5,0 1,1
Servidor
Cliente
otorgar ignorar
solicitar 7,-1 0,0
no solicitar 0,0 0,0
Objetivo
Diseñar estrategias de incentivos que motiven al sistema a alta utilidad
generalizada (por ejemplo., 100% cooperación)
brinden mayores beneficios que los obtenidos al desertar.
Arquitectura
servicio
servicio
función de decisión
historiaprivada
historiacompartida
Alicia Roberto
Juan
Alicia: 1 cooperación
Alicia: 1 cooperación c/RobertoJuan: 1 cooperación c/Alicia
Estrategia
Espacio de Diseño
Función de decisiónuso de historia compartida y subjetiva. trato con extraños.robusta ante diferentes patrones de
deserción.
Espacio de Diseño
Historia Privada vs. Historia CompartidaPrivada: A almacena las acciones de B hacia
A. poca utilidad si la población es muy grande
(repetición improbable). implementación descentralizada directa.
Compartida: Se almacenan las acciones de B hacia todos.
cuestiones de escalabilidad.
Espacio de Diseño
ExtrañosProblema con identidades no persistentes Legitimate newcomer vs. WhitewashersEstrategias especializadas para tratar con
extraños.
Espacio de Diseño
Reputación objetiva vs. reputación subjetivaObjetiva:
vulnerable a colusión
Subjetiva noción de confiabilidad
Espacio de Diseño
Estrategia de SelecciónEvitar extraños y desertores.A veces los servicios sólo están disponibles a
través de un subconjunto de los servidores (selección limitada).
¿Por qué BitTorrent funciona tan bien?
Selección Grupal. BT resiste freeloaders
y soporta altruismo (al menos en parte)
Grupos con numerosos freeloaders tienden a desaparecer.
Tags para Promover Cooperación
C
C,D
D
C,D
tag tag
10100010010001000 01101000011001101
TagsWorld
C
C,D
tag
D
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C
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tag
Cooperación Basada en Tags
Conclusiones y Cuestiones Abiertas
Las técnicas de incentivos mitigan pero no previenen.
Tipo de incentivo Incorporado al algoritmo (upload rate determina
download rate) Externo (micro-pagos, puntaje, popularidad, fama). Manual (exponer generosidad del usuario)
Los protocolos existentes requieren un cierto grado de honestidad (son vulnerables)