A Decentralized Architecture for Scientific Document Storage and Retrieval Using QUIC, Erasure Coding, and DHT-Based Overlays
Resumo
Arquiteturas descentralizadas reduzem pontos únicos de falha em repositórios científicos, mas a recuperação semântica em ambientes peer-to-peer impõe desafios de transporte e disponibilidade. Este artigo apresenta uma arquitetura baseada em Distributed Hash Table (DHT) do tipo Kademlia, com separação entre plano de controle e plano de dados. A manutenção do overlay utiliza User Datagram Protocol (UDP), enquanto transferências intensivas em dados empregam Quick UDP Internet Connections (QUIC). A arquitetura integra indexação Approximate Nearest Neighbor (ANN) local e Erasure Coding (EC) para tolerância a falhas. Resultados experimentais indicam redução de latência e variabilidade em comparação a baselines baseados em Transmission Control Protocol (TCP).
Referências
Lantz, B., Heller, B., and McKeown, N. (2010). A network in a laptop: rapid prototyping for software-defined networks. In Proceedings of the 9th ACM SIGCOMM Workshop on Hot Topics in Networks, Hotnets-IX, New York, NY, USA. Association for Computing Machinery.
Li, J., Loo, B. T., Hellerstein, J. M., Kaashoek, M. F., Karger, D. R., and Morris, R. (2003). On the feasibility of peer-to-peer web indexing and search. In Kaashoek, M. F. and Stoica, I., editors, Peer-to-Peer Systems II, pages 207–215, Berlin, Heidelberg. Springer Berlin Heidelberg.
Li, Z. and Xiao, C. (2021). Er-store: A hybrid storage mechanism with erasure coding and replication in distributed database systems. Scientific Programming, 2021(1):9910942.
Maymounkov, P. and Mazières, D. (2002). Kademlia: A peer-to-peer information system based on the XOR metric. In Druschel, P., Kaashoek, F., and Rowstron, A., editors, Peer-to-Peer Systems, volume 2429 of Lecture Notes in Computer Science, pages 53–65, Berlin, Heidelberg. Springer.
Ortega, V. and Monserrat, J. F. (2020). Semantic distributed data for vehicular networks using the Inter-Planetary File System. Sensors, 20(22):6404.
Tran, D. A. and Nguyen, K. (2008). Multidimensional information retrieval in peer-to-peer networks. In 2008 IEEE International Symposium on Parallel and Distributed Processing, pages 1–5.
Universidade do Estado de Santa Catarina (2026). Dissertações – programa de pós-graduação em computação aplicada (PPGCA). Acessado em: 07 jan. 2026.
Universidade Federal de Santa Catarina (2026). Programa de pós-graduação em ciência da computação (PPGCC). Acessado em: 07 jan. 2026.
Wong, S. K., Ziarko, W., Raghavan, V. V., and Wong, P. C. (1987). On modeling of information retrieval concepts in vector spaces. ACM Trans. Database Syst., 12(2):299–321.
Zhang, H., Wen, Y., Xie, H., and Yu, N. (2013). Distributed Hash Table: Theory, Platforms and Applications. SpringerBriefs in Computer Science. Springer New York, New York, NY.
Zhao, F., Liu, J., Zhou, J., Jin, H., and Yang, L. T. (2015). Ls-ams: An adaptive indexing structure for realtime search on microblogs. IEEE Transactions on Big Data, 1(4):125–137.
Zhu, Y. and Hu, Y. (2007). Efficient semantic search on dht overlays. Journal of Parallel and Distributed Computing, 67(5):604–616.
