Пиринговые сети

     Впервые термин «peer-to-peer» была использована в 1984 году компанией IBM в разработке сетевой архитектуры для построения динамической маршрутизации через компьютерные сети с произвольной топологией – «Advanced Peer to Peer Networking» [1].

     P2P (peer-to-peer) — это технология построения распределенной сети, где каждый узел может одновременно выступать как в роли клиента (получателя информации), так и в роли сервера (поставщика информации). Как правило, сеть состоит из равноправных узлов, причем каждый из них взаимодействует лишь с некоторым подмножеством узлов сети, так как установление связи «каждый с каждым» невозможно из-за ограниченности ресурсов (как вычислительных, так и пропускных). При этом передача информации между узлами, не связанными в данный момент непосредственно, может осуществляется как по своеобразной эстафете — от узла к узлу, так и путем установления временной прямой связи. Все вопросы маршрутизации и авторизации сообщений, передаваемых по эстафете, лежат не на едином сервере, а на всех этих отдельных узлах. Такое определение также известно под названием Pure P2P.

     Второе  определение носит более общий  характер: P2P — это класс приложений, совместно использующих распределенные ресурсы (дисковое пространство и файлы, вычислительные ресурсы, пропускную способность  и т.д.). Именно в эту категорию  попадают системы распределенных вычислительных сетей (SETI@HOME), некоторые файловые обменные сети (Napster) и службы сообщений.

     В основе технологии лежит принцип  децентрализации, то есть все узлы в  сети P2P – равноправны (рис 10.10). Этот принцип, обеспечил такие преимущества технологии P2P перед клиент-серверным  подходом, как отказоустойчивость к  потере связи с узлами сети, увеличение скорости копирования за счет копирования  сразу из нескольких источников (рис. 10.11), возможность разделения ресурсов без привязки к конкретным IP-адресам, огромная мощность сети в целом и  др.

     P2P-протокол - сетевой протокол, обеспечивающий  возможность создания и функционирования  сети равноправных узлов, их  взаимодействия. 

     Протоколом, или набором протоколов, определяется логическая топология сети, механизм подключения и отключения узлов  от сети, а также алгоритм взаимодействия узлов. Решение таких задач, как  коррекция ошибок, форматы сообщений  и служебных запросов и откликов, протоколы маршрутизации в условиях постоянного подключения и отключения узлов – также определяется протоколом P2P.

     В модели стека сетевых протоколов TCP/IP протоколы P2P относятся к прикладному  уровню, таким образом, P2P сеть является наложенной сетью (overlay), функционирующей поверх сети Интернет и использующей существующие транспортные протоколы TCP или UDP.

     Этот тип сети является на данный момент наиболее массовым. 

     Области применения

     Хотя  возможных направлений применения P2P довольно много, наиболее успешны  пока только четыре:

• Файловые обменные сети (file-sharing). В данном случае сети P2P выступают хорошей альтернативой FTP-архивам, которые уже давно перестали справляться с ростом информационного наполнения и числа потребителей. Несмотря на постоянный рост количественных характеристик файл-серверной архитектуры, P2P потенциально обладает целым рядом преимуществ: балансировкой нагрузки, более широкой полосой пропускания, высокой «живучестью» и широкими возможностями по публикации контента. Примеры — Napster, Gnutella и ее производные.
• Распределенные вычислительные сети. Например, такие как SETI@HOME. Этот проект продемонстрировал громадный вычислительный потенциал для хорошо распараллеливаемых задач. В настоящий момент в нем принимают участие свыше трех миллионов пользователей, а общее число «процессоро-лет» перевалило за семьсот тысяч, и все это на абсолютно бесплатной основе, когда добровольцы не получают ничего кроме красочного скринсейвера и возможности общественного признания.
• Службы сообщений (Instant-messaging). Думаю, что одни лишь имена наиболее популярных приложений данного класса — ICQ и AIM — говорят сами за себя.
• Сети групповой работы (P2P Groupware). Подобные приложения пока мало распространены, но в их будущем сомневаться не приходится. Одними из самых перспективных считаются Groove Network — сеть, предоставляющая защищенное пространство для коммуникаций, и OpenCola — технология поиска информации и обмена ссылками на наиболее интересные источники, где в роли поискового сервера выступает не бездушная железка, а каждый из пользователей сети, что обещает гораздо более высокую релевантность (при ответственном подходе пользователей к процессу, конечно).

     После перехода в 2001 г. сервера Napster в платный режим файловых раздач, все большую популярность завоевывают децентрализованные сети обмена файлами, где на серверах сохраняются не сами файлы, а индексные ссылки на них.

     Наиболее  популярными P2P-сетями на данный момент являются:

     • BitTorrent

       • KaZaА/FastTrack

       • eDonkey2000 -одна из мощнейших файлообминних сетей нашего времени - «осел» (eMule), он же eDonkey или ed2k. Установив на свой компьютер программу-клиент «ослиной» сети, пользователь получает доступ к необъятному массиву информации, доступной для скатывания. 

     В сети eDonkey хватает недостатков. Одним из важнейших является очередь на скатывание: чем более популярный файл, тем больше человек стоит в очереди на его скачивание. Чем реже встречается файл, тем дольше приходится ожидать закачки. Отход из сети единственного донора с полным файлом может остановить вообще или затормозить на несколько месяцев процесс деления на части.

     Каждый  пользователь хочет выставить коэффициент загрузки/скачивания с выигрышем на свою пользу, но общее правило нерушимо: если вы не выставили на скачивание ни одного файла, который интересует других сетевых бойцов – ожидать в очереди на скачивание нужным вам файлов будете долго.

     Но  не так все прекрасно как кажется  на первый взгляд. В многих странах мира начинается настоящая война против файлообменников.

     Например, японские провайдеры потихоньку отключают  пользователей, которые пытаются незаконно  скачать файлы из файлообменных сетей.

     Многие  исследователи отмечают весьма неприятную ситуацию, сложившуюся в Gnutella: около 70% пользователей не добавляют вообще никаких файлов в обменный фонд, а около 50% всех найденных ресурсов предоставлены 1% (одним процентом!) пользователей [2]. Психология «общества массового потребления» постепенно превращает сеть равноправных узлов в клиент-серверную, со всеми вытекающими последствиями (падение производительности и надежности).

     Британский  провайдер Virgin Media проинформировал в письменном виде 800 абонентов, замеченных в скачивании музыки из файлообменных сетей, о том, что своими действиями они нарушают закон о защите авторских прав.

     Абоненты  Virgin Media, уличенные в незаконном скачивании музыки, получили письмо с предупреждением о незаконности совершаемых действий и объяснением, как и где можно легально скачать музыку.

     А вот депутаты Европарламента рекомендовали  провайдерам стран-членов ЕС не блокировать  файлообменный трафик и не разрывать соединение с интернетом пользователей, скачивающих контент из файлообменной сети. За это предложение проголосовали 314 парламентариев. Идею с блокированием доступа в интернет поддержали 297 депутатов.

     Несмотря  на все недостатки, технология р2р  остается востребованной среди пользователей. Этот тип сети является на данный момент наиболее массовым.