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.

3. 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

4. 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)