The paper investigates theoretical issues in applying the universal swarming technique to efficient content distribution. In a swarming session, a file is distributed to all the receivers by having all the nodes in the session exchange file chunks. By universal swarming, not only all the nodes in the session, but also some nodes outside the session may participate in the chunk exchange to improve the distribution performance. We present a universal swarming model where the chunks are distributed along different Steiner trees rooted at the source and covering all the receivers. We assume chunks arrive dynamically at the sources and focus on finding stable universal swarming algorithms. To achieve the throughput region, universal swarming usually involves a tree-selection subproblem of finding a min-cost Steiner tree, which is NP-hard. We propose a universal swarming scheme that employs an approximate tree-selection algorithm. We show that it achieves network stability for a reduced throughput region, where the reduction ratio is no more than the approximation ratio of the tree-selection algorithm. We propose a second universal swarming scheme that employs a randomized tree-selection algorithm. It achieves the throughput region, but with a weaker stability result. Comprehensive simulation results support the stability analysis of the algorithms. The proposed schemes and their variants are expected to be useful for infrastructure-based content distribution networks with massive content and relatively stable network environment.
KSP 제안 키워드
Approximation ratio, Content Distribution Network, Distribution network(DN), Distribution performance, File chunks, Multicast tree, NP-hard, Randomized Tree, Reduction ratio, Stability analysis, Steiner trees
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<출처표시방법 안내> 작성자, 저작물명, 출처, 권호, 출판년도, 이용조건 [예시1] 김진미 외, "매니코어 기반 고성능 컴퓨팅을 지원하는 경량커널 동향", 전자통신동향분석, 32권 4호, 2017, 공공누리 제4유형 [예시2] 심진보 외, "제4차 산업 혁명과 ICT - 제4차 산업 혁명 선도를 위한 IDX 추진 전략", ETRI Insight, 2017, 공공누리 제 4유형
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