Experimenting with Gnutella Communities

Computer networks and distributed systems in general may be regarded as communities where the individual components, be they entire systems, application software or users, interact in a shared environment. Such communities dynamically evolve with components or nodes joning and leaving the system. Their own individual activities affect the community's behaviour and vice-versa. This paper discusses various experiments undertaken to investigate the behaviour of a real system, the Gnutella network, which represents such a community. Gnutella is a distributed Peer-to-Peer data-sharing system without any central control. It turns out that most interactions between nodes do not last long and much of their activity is devoted to finding appropriate partners in the network. Good connections lasting longer appear only as rare events. For example, out of 42,000 connections only 57 hosts were found to available on a regular basis. This means that, in contrast to the common belief that this kind of peer-to-peer networks or sub-communities are always large, they are actually quite small. However, those sub-communities examplify very dynamic behaviour because their actual composition can change very quickly. The experimental results presented have been obtained from a Java implementation of Gnutella running in the open Internet environment, and thus in unknown and quickly changing network structures heavily dependent on chance. Les réseaux informatique ainsi que les systèmes distribués peuvent être considérés comme des communautés où les composantes - que ce soit des systèmes complets, des programmes ou des usagers - interagissent dans un environnement partagé. Ces communautés sont dynamiques car des éléments peuvent s'y joindre ou quitter en tout temps. L'article présente les résultats d'une suite d'expériences et de mesures faites sur Gnutella, un système peer-to-peer à grande échelle qui opère sans aucun contrôle centralisé. Nous avons remarqué qu'une grande partie des messages échangés sont erronés ou redondants et que les interactions entre n?uds ne durent pas très longtemps. En particulier, des connexions durant plus d'une minute sont des phénomènes rares. Les n?uds passent donc la majorité de leur temps à remplacer les partenaires perdus et, contrairement à l'idée répandue que les réseaux peer-to-peer sont immenses, nous avons noté que les communautés effectives étaient assez limitées. Gnutella est un environnement très dynamique avec peu de stabilité. Par exemple, de 42,000 sites avec lesquels nous avons établi une connexion, il a seulement été possible de re-communiquer de façon régulière avec 57. Dans un tel environnement, la chance joue un rôle important dans la performance observée; mais nous avons élaboré un protocole expérimental permettant de comparer diverses options.