[論文レビュー] SNSAPI: A Cross-Platform Middleware for Rapid Deployment of Decentralized Social Networks

Pili Hu, Qijiang Fan+1 more|arXiv (Cornell University)|Mar 18, 2014

Peer-to-Peer Network Technologies参考文献 6被引用数 4

ひとこと要約

SNSAPI は、インfra構築を必要とせず、異種のSNSインタフェース（例：RSS、メール、ソーシャルメディア）を統合することで、分散型ソーシャルネットワーク（DSN）に統一する軽量でユーザー中心のPythonミドルウェアである。ユーザーは複数のプラットフォーム間でソーシャルインタラクションを維持しながら、徐々に中央集権型OSNへの依存を減らすことができる。6000ノードのPlanetLab環境での実装において、最小限のリソース使用で中央集権型システムと同等の受信遅延を達成した。

ABSTRACT

In this paper, we present the design, implementation and our year-long maintenance experience of SNSAPI, a Python-based middleware which unifies the interfaces and data structures of heterogeneous Social Networking Services (SNS). Unlike most prior works, our middleware is user-oriented and requires zero infrastructure support. It enables a user to readily conduct online social activities in a programmable, cross-platform fashion while gradually reducing the dependence on centralized Online Social Networks (OSN). More importantly, as the SNSAPI middleware can be used to support decentralized social networking services via conventional communication channels such as RSS or Email, it enables the deployment of Decentralized Social Networks (DSN) in an incremental, ad hoc manner. To demonstrate the viability of such type of DSNs, we have deployed an experimental 6000-node SNSAPI-based DSN on PlanetLab and evaluate its performance by replaying traces of online social activities collected from a mainstream OSN. Our results show that, with only mild resource consumption, the SNSAPI-based DSN can achieve acceptable forwarding latency comparable to that of a centralized OSN. We also develop an analytical model to characterize the trade-offs between resource consumption and message forwarding delay in our DSN. Via 20 parameterized experiments on PlanetLab, we have found that the empirical measurement results match reasonably with the performance predicted by our analytical model.

研究の動機と目的

• 中央集権型オンラインソーシャルネットワーク（OSN）から分散型代替手段へのユーザー移行が、段階的で使いやすい移行経路が欠如しているため、その課題に対処すること。
• 中央集権型インfraを必要とせず、異種のプラットフォーム（例：RSS、メール、ソーシャルメディア）間でソーシャル接続を維持できる仕組みを提供すること。
• 分散型ソーシャルネットワーク（DSN）の段階的かつアドホックな展開を可能にする、軽量でプログラマブルなミドルウェアを設計・展開すること。
• 実世界のソーシャルアクティビティトレースを用いて、DSNのフォワーディング遅延およびリソース消費の性能を評価すること。
• DSNにおけるリソース使用量とメッセージ配信遅延のトレードオフを特徴付ける分析モデルの構築すること。

提案手法

• SNSAPI は、多様なSNS（例：RSS、メール、Twitter、Facebook）のインタフェースを抽象化・統合し、一元的なプログラマブルAPIに統合するクロスプラットフォームミドルウェアとして機能する。
• ユーザーは一貫したインタフェースを用いて、プラットフォームを跨いでソーシャルコンテンツを集約・フィルタリング・フォワード可能であり、これにより「メタソーシャルネットワーク」を形成する。
• システムは、ピアからの更新を取得するために定期的なポーリング（クエリギャップ 'h'）を用い、メッセージフォワーディングは分散トポロジー上での確率的プロセスとしてモデル化される。
• フォワーディング遅延を予測する分析モデルが開発され、内在遅延（I）と待機時間（W）を組み合わせ、EFD = E[L] × E[max{I,W} − I] が主な性能指標として用いられる。
• モデルのパラメータは、Sina Weiboの実トレースデータを用いてフィッティングされ、内在遅延にはパワーロー分布、クエリ間隔には指数関数的減衰が使用される。
• 6000ノードのDSNが、SNSAPIを用いてPlanetLab上に実験的に展開され、クエリギャップ（h）を変化させた20のパrameter化された設定で性能が評価された。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 RSS やメールなどの既存の通信チャnelのみを用いて、新たなインfraを必要とせずに分散型ソーシャルネットワークを段階的に展開できるか？
• RQ2 ユーザー主導のミドルウェアベースのアプローチは、中央集権型OSNへの依存をどれほど低減できるか、かつ、許容可能なメッセージ配信遅延を維持できるか？
• RQ3 分散型ソーシャルネットワークにおけるリソース消費（CPU、メモリ、HTTPクエリ、データサイズ）は、クエリギャップ（h）とどのようにスケーリングするか？
• RQ4 分析モデルは、実世界のDSN展開における実際のフォワーディング遅延をどれほど正確に予測できるか？
• RQ5 クロスプラットフォームミドルウェアを用いて構築された分散型ソーシャルネットワークにおいて、システム性能（遅延）とリソース使用量のトレードオフはどのようなものか？

主な発見

• SNSAPIを用いたDSNは、6000ノードのPlanetLab環境で実装されたが、中央集権型OSNと同等のフォワーディング遅延を達成し、リソース消費もほとんど限定的であった。
• 20のパrameter化された実験から得られた実証的結果は、分析モデルと強く一致しており、特にクエリギャップが大きい場合（h > 10分）に顕著であった。
• クエリギャップが小さい場合（h < 10分）、ネットワークの変動要因や非理想的なポーリングタイミングがモデルに反映されていなかったため、分析モデルは余分なフォワーディング遅延を低く見積もっていた。
• CPUおよびメモリ使用量は実験全体でほぼ一定であったが、HTTPクエリ数およびデータ転送量はクエリギャップ（h）に反比例して変化した。
• 平均フォワーディングシーケンス長（E[L]）は1.14と測定され、メッセージが通常1〜2の中間ノードを通過する程度であることを示した。
• モデルは、クエリギャップ（h）が大きくなるほど余分なフォワーディング遅延（EFD）が減少すると予測しており、hが十分に大きい場合、実測データと一致した。