Hierarchical Message Forwarding Scheme for Efficient Data Distribution in P2P Messaging System

P2P 출판-구독 메시징 시스템에서 효율적인 정보 전파를 위한 계층적 메시지 전송 기법

Publish-subscribe communication model is popular for various type of distributed applications because of its loosely coupled style connections. Among the various architecture style for publish-subscribe system, peer-to-peer architecture has been used for the mission critical application domain since it provides high scalability and real-timeness. On the other hand, to utilize the bandwidth of given networks, message filtering is frequently used to reduce the number of messages on the system. Even if P2P provides superior scalability, it is hard to apply filtering to the its messaging system because the filtering process should be done on the peer-side in P2P architecture that are usually done on the broker server in conventional pub/sub architecture. In this paper, we propose a hierarchical subscription management structure as well as message forwarding scheme for efficient data dissemination. Our proposed scheme reduces the number of received messages by filter-out un-wanted messages and offloading the message dissemination work to other subscribers to enhance the messaging throughput.

출판-구독 모델은 정보 생산자와 사용자를 느슨하게 연결해 주어 다양한 기기들의 연결에 많이 사용되고 있다. 출판-구독 모델에서 네트워크 대역폭을 효과적으로 활용하기 위한 방안으로 조건에 따른 메시지 필터링이 사용되고 있으며, 이에 따른 다양한 연구 결과들이 제안되어왔다. Peer-to-Peer(p2p)기반의 출판-구독 모델은 높은 확장성을 장점으로 다양한 분야에서 널리 사용되고 있지만, p2p 기반특성에 따라 일반적인 필터링 과정이 구독자단에서 이루어지게 되어 구독자에게 추가적인 성능 부담으로 작용하고 있다. 본 논문에서는 이러한 문제점들을 해결하기 위해 subscription사이의 종속 관계를 가지는 계층적인 subscription 구조와 이를 기반으로 하는 계층적 메시지 전송 방식을 제안한다. 본 제안을 통해 subscription 부모가 존재하는 구독자들은 부모로 부터 필터링 된 메시지를 전송 받게 되어 메시지 수가 증가하더라도 상대적으로 적은 수의 불필요한 메시지를 수신하게 되며, 구독자들 간 트리 구조를 통해 메시지 전송 과정을 출판자에서 구독자로 분산시킴으로써 속도 측면에서의 성능 향상을 얻을 수 있다. 제안 기법의 검증을 위해 제안 기법과 기존 기법들 간의 비교 실험을 진행하였으며, 본 제안 기법에서 메시지 유통량과 전체 throughput의 향상을 확인하였다.