Dont Love Thy Nearest Neighbor Cristian Lumezanu Georgia Tech Dave - PowerPoint PPT Presentation

Don’t Love Thy Nearest Neighbor Cristian Lumezanu � Georgia Tech Dave Levin, Bo Han, Neil Spring, Bobby Bhattacharjee � University of Maryland

B ¡ Find ¡server ¡that ¡minimizes ¡ ¡ average ¡latency ¡to ¡players ¡ E ¡ A ¡ C ¡ D ¡

B ¡ E ¡ A ¡ C ¡ D ¡

B ¡ Theore;cal ¡op;mum ¡ E ¡ A ¡ C ¡ Nearest ¡neighbor ¡ D ¡

B ¡ Find ¡server ¡that ¡minimizes ¡ ¡ average ¡latency ¡to ¡players ¡ E ¡ (and ¡provides ¡fairness) ¡ A ¡ C ¡ D ¡

Cost ¡op;miza;on ¡in ¡the ¡network ¡coordinate ¡space ¡ B ¡ Nearest ¡neighbor ¡is ¡not ¡enough ¡ Theore;cal ¡op;mum ¡ E ¡ A ¡ C ¡ Lowest ¡cost ¡node ¡ ¡ Nearest ¡neighbor ¡ D ¡

¡Sherpa ¡ • Overlay ¡network ¡system ¡that ¡finds ¡the ¡lowest ¡cost ¡ node ¡under ¡latency ¡constraints ¡ • Broad ¡classes ¡of ¡latency-­‑based ¡cost ¡func<ons, ¡ without ¡knowing ¡all ¡the ¡nodes ¡that ¡we ¡are ¡ querying ¡ 1. ¡Network ¡coordinates ¡ Overlay ¡setup ¡ 2. ¡Voronoi ¡regions ¡ 3. ¡Compass ¡rou<ng ¡ Querying/Node ¡discovery ¡ 4. ¡Gradient ¡descent ¡

F ¡ H ¡ G ¡ B ¡ E ¡ A ¡ C ¡ I ¡ D ¡ J ¡

F ¡ H ¡ G ¡ B ¡ E ¡ A ¡ C ¡ I ¡ D ¡ J ¡ Compass ¡rou;ng ¡

F ¡ H ¡ G ¡ B ¡ E ¡ Lowest ¡cost ¡node ¡ ¡ A ¡ C ¡ I ¡ Nearest ¡neighbor ¡ D ¡ J ¡ Gradient ¡descent ¡

Evalua<on ¡ • Two ¡latency ¡data ¡sets: ¡ ¡ – 1715 ¡DNS ¡servers, ¡213 ¡PlanetLab ¡nodes ¡ – network ¡coordinate ¡system: ¡Vivaldi ¡ • 1,000 ¡queries: ¡“find ¡centroid ¡of ¡30 ¡nodes” ¡ N ∑ d ( m , p i ) i = 1 cost( m ) = + N + (max i ( d ( m , p i )) − min i ( d ( m , p i ))) 2

Nearest ¡neighbor ¡is ¡not ¡enough ¡ 1 ¡ Cost ¡reduc;on ¡ For ¡80% ¡of ¡the ¡queries, ¡the ¡node ¡chosen ¡by ¡Sherpa ¡has ¡a ¡ 1 ¡-­‑ ¡ ¡cost(nn) ¡ lower ¡cost ¡than ¡the ¡nearest ¡neighbor ¡ 0.5 ¡ cost(opt) ¡ 0 ¡ -­‑1 ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡-­‑0.5 ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡0 ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡0.5 ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡1 ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡cost ¡reduc<on ¡ ¡

Rela<ve ¡ranking ¡ 1 ¡ Rela;ve ¡rank ¡ 0.5 ¡ For ¡65% ¡of ¡the ¡queries, ¡the ¡node ¡chosen ¡by ¡Sherpa ¡is ¡among ¡ the ¡10% ¡lowest ¡cost ¡nodes ¡ 0 ¡ 0 ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡10 ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡20 ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡30 ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡40 ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡50 ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡rela<ve ¡rank ¡(%) ¡

Conclusions ¡and ¡Future ¡Work ¡ • Generalized ¡node ¡selec<on ¡with ¡network ¡ coordinates ¡ • Sherpa ¡finds ¡the ¡lowest ¡cost ¡node ¡ • Implementa<on ¡ • Cost ¡func<ons ¡ • Other ¡applica<ons: ¡split ¡TCP, ¡route ¡avoidance ¡