An Analysis on BitTorrent Performance Based on the Number of Unchoked Peers

A strength of BitTorrent, which is widely used for file sharing today, is due to its peer selection mechanism which is designed to encourage peers to contribute data. In the peer selection phase in BitTorrent, peers to upload the file in a swarm are selected by determining which peers upload the most to themselves. However, the number of peers to upload (i.e., number of unchoked peers) is fixed to four in its peer selection mechanism of BitTorrent, which yields inefficiency because the situation of the swarm may vary frequently (e.g., number of peers in the swarm, download rates, and upload rates). In this paper, we analyze the swarming system performance when the number of unchoked in BitTorrents is not static, but dynamic. For empirical investigation, we established a testbed in Seoul National University by modifying an open-source BitTorrent client, which is popular. Through our experiments, we show that an adaptive mechanism to adjust the number of unchoked peers considering the situation of the swarm is needed to improve the performance of BitTorrent.

Unchoked Peer 개수에 따른 BitTorrent 성능 분석

최근 파일 공유를 위해 널리 사용되는 BitTorrent의 강점은 BitTorrent의 핵심 메커니즘인 peer 선택 기법에 기인한다. Peer 선택 기법은 해당 호스트가 업로드 할 peer를 선택하는 것인데, 이 때 자신에게 각 peer가 업로드한 비율을 비교해서 가장 많이 업로드한 peer들에게 업로드를 하게 된다. 그런데 BitTorrent에서는 업로드할 peer의 개수 (즉, unchoked peer 개수)를 4개로 고정하고 있다. 하지만 peer들의 개수나 다운로드 속도, 업로드 속도와 같은 공유집단 (즉, swarm)의 특성은 계속 변하기 때문에 unchoked peer 개수를 고정하는 것은 효율적이지 않다. 본 논문에서는 BitTorrent에서 unchoked peer 개수가 고정된 4개가 아니라 변할 때 전체 시스템 성능에 어떠한 영향이 끼치는지 분석한다. 분석을 위해 본 논문에서는 서울대학교 캠퍼스 망에 테스트베드를 설치하였고, 실제로 널리 사용되는 오픈 소스 BitTorrent 클라이언트를 수정해서 사용하였다. 테스트베드에서의 다양한 실험을 통해 BitTorrent의 성능이 unchoke 개수에 따라 달라지게 되는 것을 보였고, 이에 따라 swarm의 상황을 고려해서 unchoke개수를 적절하게 조절하는 메커니즘이 필요하다는 것을 보였다.