Scaling Bloom filter based multicast with hierarchical tree splitting

Rizvi, Sajjad; Zahemszky, Andras; Aura, Tuomas

doi:10.1109/icc.2012.6364409

Cited by 5 publications

(7 citation statements)

References 10 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Order By: Relevance

“…The authors proposed to use the technique only for small (manageable) multicast groups, resorting to hop-by-hop multicast forwarding for bigger group sizes. In Hierarchical Tree Splitting (HST), the multicast tree is split in several sub-trees, all rooted at the source, so that the iBF for each sub-tree has a low f pp [7]. The source node maintains several iBFs (one per sub-tree) and transmits packets over all trees.…”

Section: B Related Workmentioning

confidence: 99%

“…The second approach for increasing the capacity of a Bloom filter is to keep m fixed and vary k [7]. This approach requires first determining the number of multicast tree links and then computing k. The value for k that minimizes f pp is [3] …”

Section: B Related Workmentioning

confidence: 99%

“…Bloom filter-based multicast systems are generally classified in two categories, depending on how the multicast tree is constructed. In the first category, the tree is constructed in a distributed manner and the iBF is computed at the source node [4], [7]. In these systems, users issue multicast JOIN messages which are forwarded by routers towards the specified source.…”

Section: Multicast Tree Constructionmentioning

confidence: 99%

See 2 more Smart Citations

Scaling Bloom filter-based multicast via filter switching

Tsilopoulos

Xylomenos

2013

2013 IEEE Symposium on Computers and Communications (ISCC)

View full text Add to dashboard Cite

Abstract-Stateless multicast forwarding with in-packet Bloom filters (iBF) has recently been proposed as a highly scalable way for supporting a large number of multicast groups. However, iBF multicast generates redundant traffic due to false positive forwarding decisions and it also scales poorly with multicast group size. In this paper we investigate scaling iBF multicast to arbitrary multicast group sizes, by partially sacrificing the network's fully stateless operation. We propose a switched-iBF multicast scheme that places multicast forwarding state at a few network nodes, so as to minimize redundant traffic regardless of the group size. We evaluate the scheme through simulations and find that switched-iBF multicast can scale to any group size while keeping redundant traffic below 1%-4% at the (minimal) cost of placing state at no more than 0.5%-2.5% of network nodes. We also compare the state requirements of switched-iBF multicast against other multicast schemes. Our evaluation shows that switched-iBF multicast achieves a tremendous reduction of multicast state in the range of 87%-99.6%. Hence, even though the system is no more fully stateless, it remains far more scalable than other approaches.

show abstract

Section: B Related Workmentioning

confidence: 99%

Section: B Related Workmentioning

confidence: 99%

Section: Multicast Tree Constructionmentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Scaling Bloom filter-based multicast via filter switching

Tsilopoulos

Xylomenos

2013

2013 IEEE Symposium on Computers and Communications (ISCC)

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Bloom filter-based packet forwarding systems are generally classified in two categories, depending on how the IBF is constructed. In the first category, the data path is constructed in a distributed manner and the IBF is computed at the source node [49,67]. In these systems, recipient nodes send special packets towards a designated source.…”

Section: Bloom Filter Constructionmentioning

confidence: 99%

“…To better illustrate the performance degradation of IBF multicast when the group size grows, Figure 2 [59]. In Hierarchical Tree Splitting (HST), the multicast tree is split in several sub-trees, all rooted at the source, so that the IBF for each sub-tree has a low f pp [67]. The source node maintains several IBFs (one per sub-tree) and transmits packets over all trees.…”

Section: Forwarding Efficiencymentioning

confidence: 99%

Multicast forwarding in future information-centric network architectures

Tsilopoulos¹,

Τσιλόπουλος²

View full text Add to dashboard Cite

Τα Πληροφοριο-Κεντρικά Δίκτυα (ΠΚΔ) είναι μια δραστήρια ερευνητική περιοχή στο πεδίο των Δικτύων Υπολογιστών και έχουν ως στόχο τη σχεδίαση αρχιτεκτονικών δικτύωσης κατάλληλες για τις σημερινές τεχνολογικές ανάγκες: δισεκατομμύρια συνδεδεμένων συσκευών με πρόσβαση σε τεράστιους όγκους ψηφιακού περιεχομένου. Οι αρχιτεκτονικές ΠΚΔ προσβλέπουν στη βελτίωση της διανομής περιεχομένου τοποθετώντας την έννοια του Αντικειμένου Πληροφορίας στη καρδιά της στοίβας πρωτοκόλλων και χτίζοντας μηχανισμούς δικτύωσης (δρομολόγηση, προώθηση, μεταφορά) γύρω από αυτή.Μεταξύ άλλων επιλογών, τα ΠΚΔ δίνουν ιδιαίτερη έμφαση στην αποδοτική και κλιμακώσιμη προώθηση πολυεκπομπής. Παρόλα αυτά, οι πρώτες υλοποιήσεις ΠΚΔ έδειξαν ότι αυτός ο στόχος επιτυγχάνεται δυσκολότερα από ό,τι είχε αρχικά εκτιμηθεί. Για παράδειγμα, η αρχιτεκτονική Content-Centric Networking (CCN) εφαρμόζει ένα σχήμα κατανεμημένης προώθησης που απαιτεί τη τοποθέτηση πληροφορίας προώθησης στους δρομολογητές και το οποίο αντιμετωπίζει ζητήματα κλιμακωσιμότητας ως προς τον όγκο μνήμης που απαιτείται στους δρομολογητές. Παράλληλα, η αρχιτεκτονική Publish-Subscribe Internet (PSI) προτείνει τη χρήση προώθησης πηγής όπου η πληροφορία προώθησης τοποθετείται στα πακέτα δεδομένων με τη μορφή Bloom filter, αλλά αυτή η τεχνική αντιμετωπίζει ζητήματα κλιμακωσιμότητας ως προς το μέγεθος του δικτύου ή/και της ομάδας παραληπτών.Η παρούσα διατριβή θέτει το θέμα της κλιμακωσιμότητας ως προς τη προώθηση πολυεκπομπής σε δύο ΠΚΔ αρχιτεκτονικές, τις CCN και PSI. Ο κοινός παρανομαστής των προτεινόμενων λύσεων είναι η χρήση και επέκταση της προώθησης πακέτων με Bloom filters. Στο CCN, αφαιρούμε πληροφορία προώθησης από τους δρομολογητές και τη μεταφέρουμε στα πακέτα. Προτείνουμε ένα υβριδικό σχήμα προώθησης εισάγοντας προώθηση πηγής με Bloom filters στην αρχιτεκτονική και παράλληλα διατηρώντας τον κατανεμημένο τρόπο λειτουργίας του δικτύου. Η αξιολόγηση μέσω προσομοίωσης έδειξε ότι η προτεινόμενη λύση μειώνει τις απαιτήσει μνήμης των δρομολογητών κατά 60%-70% με το κόστος 1.5%-12% επιπρόσθετου φορτίου κίνησης.Στο, PSI, παρόμοια εφαρμόζουμε μια υβριδική τεχνική προώθησης με τοποθέτηση πληροφορίας τόσο στα πακέτα όσο και στους δρομολογητές με στόχο την αποδοτική πολυεκπομπή σε κάθε μέγεθος δικτύου ή/και πλήθος παραληπτών. Η τεχνική λειτουργεί με κεντρικοποιημένο τρόπο και είναι κατάλληλα σχεδιασμένη για να ενσωματωθεί στο PSI που επίσης εφαρμόζει μια κεντρικοποιημένη φιλοσοφία. Η αξιολόγηση μέσω προσομοίωσης έδειξε ότι η λύση επιτυγχάνει αποδοτική πολυεκπομπή με το κόστος τοποθέτησης πληροφορίας προώθησης σε 0.5%-2.5% των δρομολογητών, που είναι συγκριτικά λιγότερο από αντίστοιχες τεχνολογίες πολυεκπομπής.

show abstract