что такое p2p сеть
Национальная библиотека им. Н. Э. Баумана
Bauman National Library
Персональные инструменты
P2P (Peer-to-Peer)
Узлы делают свои ресурсы, такие как вычислительная мощность, объем диска или пропускная способность напрямую доступными остальным членам сети, без необходимости координировать действия с помощью серверов. Узлы являются одновременно поставщиками и потребителями ресурсов, в отличие от стандартной клиент-сервер модели, где поставщик и потребитель ресурсов разделены.
Содержание
История
В то время как Р2Р системы использовались во многих доменных приложениях, архитектура популяризовалась благодаря файлообменной системе Napster, разработанной в 1999 году. Концепция вдохновила новую философию во многих областях человеческого взаимодействия. P2P технология позволяет пользователям интернета образовывать группы и коллаборации, формируя, тем самым, пользовательские поисковые движки, виртуальные суперкомпьютеры и файловые системы. Основная идея P2P систем исходит из первых принципов метода Request for Comment (RFC). Видение Всемирной паутины Тима Бернерса-Ли было близко к P2P сети, в том смысле что каждый пользователь является активным создателем и редактором контента. Ранний интернет был более открыт, чем в нынешнее время: две машины могли передавать пакеты между собой без файервола и других мер безопасности.
Архитектура
Маршрутизация
P2P сети обычно реализуют некоторую форму виртуальной сети, наложенную поверх физической сети, где узлы образуют подмножество узлов в физической сети. Данные по-прежнему обмениваются непосредственно над базовой TCP/IP сетью, а на прикладном уровне узлы имеют возможность взаимодействовать друг с другом напрямую, с помощью логических связей. Наложение используется для индексации и обнаружения узлов, что позволяет системе P2P быть независимой от физической сети. На основании того, как узлы соединены друг с другом внутри сети, и как ресурсы индексированы и расположены, сети классифицируются на неструктурированные и структурированные (или как их гибрид).
Неструктурированные сети
Неструктурированная Р2Р сеть не формирует определенную структуру сети, а случайным образом соединяет узлы друг с другом. Так как не существует глобальной структуры формирования сети, неструктурированные сети легко организуются и доступны для локальных оптимизаций. Кроме того, поскольку роль всех узлов в сети одинакова, неструктурированные сети являются весьма надежными в условиях, когда большое количество узлов часто подключаются к сети или отключаются от нее.
Однако, из-за отсутствия структуры, возникают некоторые ограничения. В частности, когда узел хочет найти нужный фрагмент данных в сети, поисковый запрос должен быть направлен через сеть, чтобы найти как можно больше узлов, которые обмениваются данными. Такой запрос вызывает очень высокое количество сигнального трафика в сети, требует высокой производительности, и не гарантирует, что поисковые запросы всегда будут решены.
Структурированные сети
В структурированных Р2Р сетях наложение организуется в определенную топологию, и протокол гарантирует, что любой узел может эффективно участвовать в поиске в файла/ресурса, даже если ресурс использовался крайне редко.
Наиболее распространенный тип структурированных сетей P2P реализуется распределенными хэш-таблицами (DHT), в котором последовательное хешированик используется для привязки каждого файла к конкретному узлу. Это позволяет узлам искать ресурсы в сети, используя хэш-таблиц, хранящих пару ключ-значение, и любой участвующий узел может эффективно извлекать значение, связанное с заданным ключом.
Тем не менее, для эффективной маршрутизации трафика через сеть, узлы структурированной сети должны обладать списком соседей, которые удовлетворяют определенным критериям. Это делает их менее надежными в сетях с высоким уровнем оттока абонентов (т.е. с большим количеством узлов, часто подключающихся к сети или отключающихся от нее).
Гибридные модели
Гибридные модели представляют собой сочетание Р2Р сети и модели клиент-сервер. Гибридная модель должна иметь центральный сервер, который помогает узлам находить друг друга. Есть целый ряд гибридных моделей, которые находят компромисс между функциональностью, обеспечиваемой структурированной сетью модели клиент-сервер, и равенством узлов, обеспечиваемой чистыми одноранговыми неструктурированными сетями. В настоящее время гибридные модели имеют более высокую производительность, чем чисто неструктурированные или чисто структурированных сети.
Безопасность
Как и любой другой форме программного обеспечения, P2P приложения могут содержать уязвимости. Особенно опасно для P2P программного обеспечения, является то, что Р2Р приложения действуют и в качестве серверов и в качестве клиентов, а это означает, что они могут быть более уязвимы для удаленных эксплоитов.
Маршрутизационные атаки
Поскольку каждый узел играет роль в маршрутизации трафика через сеть, злоумышленники могут выполнять различные «маршрутизационные атаки», или атаки отказа в обслуживании. Примеры распространенных атак маршрутизации включают в себя «неправильная маршрутизация поиска», когда вредоносные узлы преднамеренно пересылают запросы неправильно или возвращают ложные результаты, «неправильная маршрутизация обновления», когда вредоносные узлы изменяют таблицы маршрутизации соседних узлов, посылая им ложную информацию, и «неправильная маршрутизация разделения сети», когда новые узлы подключаются через вредоносный узел, который помещает новичков в разделе сети, заполненной другими вредоносными узлами.
Поврежденные данные и вредоносные программы
Распространенность вредоносных программ варьируется между различными протоколами одноранговых сетей. Исследования, анализирующие распространение вредоносных программ по сети P2P обнаружили, например, что 63% запросов на загрузку по сети Limewire содержали некоторую форму вредоносных программ, в то время как на OpenFT только 3% запросов содержали вредоносное программное обеспечение. Другое исследование анализа трафика в сети Kazaa обнаружили, что 15% от 500 000 отобранных файлов, были инфицированы одним или несколькими из 365 различных компьютерных вирусов.
Поврежденные данные также могут быть распределены по P2P-сети путем изменения файлов, которые уже были в сети. Например, в сети FastTrack, RIAA удалось внедрить фальшивые данные в текущий список загрузок и в уже загруженные файлы (в основном файлы MP3). Файлы, инфицированные вирусом RIAA были непригодны впоследствии и содержали вредоносный код. Следовательно, P2P сети сегодня внедрили огромное количество механизмов безопасности и проверки файлов. Современное хеширование, проверка данных и различные методы шифрования сделали большинство сетей, устойчивыми к практически любому типу атак, даже когда основные части соответствующей сети были заменены фальшивыми или нефункциональными узлами.
Отказоустойчивость и масштабируемость сети
Децентрализованность Р2Р сетей повышает их надежность, так как этот метод взаимодействия устраняет ошибку единой точки разрыва, присущую клиент-серверным моделям. С ростом числа узлов, объем трафика внутри системы увеличивается, масштаб сети также увеличивается, что приводит к уменьшению вероятности отказа. Если один узел перестанет функционировать должным образом, то система в целом все равно продолжит работу. В модели клиент-сервер, с ростом количества пользователей, уменьшается количество ресурсов выделяемых на одного пользователя, что приводит к риску возникновения ошибок.
Распределенное хранение и поиск
Возможность резервного копирования данных, восстановление и доступность приводят как и к преимуществами так и к недостатками Р2Р сетей. В централизованной сети, только системный администратор контролирует доступность файлов. Если администраторы решили больше не распространять файл, его достаточно удалить с серверов, и файл перестанет быть доступным для пользователей. Другим словами, клиент-серверные модели имеют возможность управлять доступностью файлов. В Р2Р сети, доступность контента определяется степенью его популярности, так как поиск идет по всем узлам, через которые файл проходил. То есть, в Р2Р сетях нет централизованной власти, как системный администратор в клиент-серверном варианте, а сами пользователи определяют уровень доступности файла.
Применение
Распространение контента
Множество файлообменных систем, таких как Gnutella, G2, и eDonkey network популяризовали Р2Р технологии:
В связи децентрализованности доступа к данным в Р2Р сетях возникает проблема нарушения авторских прав. Компании, занимающиеся разработкой Р2Р приложений часто принимают участие в судебных конфликтах. Самые известные судебные дела это Grokster против RIAA и MGM Studios, Inc. против Grokster Ltd., где в обоих случаях технологии файлообменных систем признавались законными.
P2P: где используются одноранговые сети
Децентрализованные технологии существовали задолго до того, как криптовалюты принесли им популярность. Основой современных блокчейнов послужили P2P-сети. В статье рассказываем, какие бывают одноранговые сети и где они используются.
Что такое архитектура сети
Архитектурой сети называется принцип, по которому происходит обмен информацией в интернете. Выделяют два основных типа архитектур: «клиент-сервер» и P2P.
Когда вы общаетесь с человеком вживую, вы обмениваетесь информацией напрямую. Но если вы переписываетесь в WhatsApp, процесс превращается в длинную цепочку действий. Два шага этой цепочки — изменение цвета и количества галочек под каждым сообщением. Сервером здесь выступает мессенджер, который хранит, обрабатывает и передает информацию. А клиентом — собеседники, которые отправляют и получают информацию.
Общение в жизни и общение в WhatsApp
В примере с WhatsApp, архитектура называется «клиент-сервер». Это самый распространенный тип — с 1970-х годов подобным образом работают все сайты в интернете.
Альтернативой такому методу является сеть, в которой люди общаются между собой без посредника. В интернете подобную архитектуру удалось реализовать лишь в 1990-х годах. Каждое устройство в такой сети может выполнять одновременно и роль сервера и роль клиента. Такую архитектуру называют P2P.
P2P — сеть, в которой нету центрального элемента и передача информации происходит напрямую. Встречаются и другие названия данной архитектуры: «одноранговые сети», «пиринговые сети», «peer to peer». Все эти термины равнозначны.
Рассмотрим разные типы P2P-сетей подробнее.
Как работает P2P-сеть: обмен файлами
Если вашему другу необходимо передать вещи, а сделать это лично невозможно, приходится обращаться к посреднику. Вы упаковываете вещи и передаете их курьеру, курьер — отвозит вещи по нужному адресу, а ваш друг их забирает. У каждого человека в этой цепочке своя функция. Если подобное происходит в интернете, то говорят, что у каждого узла в сети своя роль.
Обмен вещами с помощью курьера и без
P2P-сети стали популярны благодаря первым программам для обмена файлами. Принцип их работы заключается в том, что пользователи могут открывать доступ к выбранным файлам на компьютере. Используя поиск, любой пользователь может найти у другого участника файлообменной сети нужные файлы и скачать их напрямую.
Как устроены пиринговые сети: электронные платежи
Теперь представим, что другу необходимо отправить деньги. Современная платежная система устроена централизовано — обработкой и регистрацией всех транзакций занимаются банки. Люди платят банкам за то, что они выступают посредниками и обеспечивают надежность и сохранность их денег.
Для создания платежной системы, которая могла бы регулироваться без постороннего воздействия, используется блокчейн. Каждый узел хранит копию всех данных и сравнивает ее с копиями остальных узлов, чтобы убедиться в точности. Таким образом, пиринговые сети на блокчейне быстро реагирует на любые вредоносные действия или неточности.
Банковский перевод и перевод с помощью блокчейна
Впервые пример подобной пиринговой сети был описан в 2008 году, когда создавался Биткоин. Разработчики называют свою криптовалюту «P2P системой электронной наличности» («a P2P Electronic Cash System»). Отправка биткоинов на другой кошелек означает создание записи о том, что у криптовалюты изменился владелец. Чтобы запись призналась верной, ее должны подтвердить другие участники сети. Таким образом, удается обойтись без вмешательства посредника с более высокими полномочиями.
Применение P2P в других сферах
P2P придумали IT-специалисты, но подобный подход используют и экономисты. В области финансов под этим термином понимают обмен цифровых активов без посредников. P2P-платформы связывают покупателей с продавцами и кредиторов с заемщиками.
P2P-обменник Bitzlato представляет собой доску объявлений для покупки и продажи криптовалют. Пользователи находят друг друга и определяют условия сделки лично. Например, можно найти человека, который хочет продать биткоин по текущему курсу и получить деньги на карту Сбербанка. Bitzlato лишь поможет защитить сделку, заблокировав криптовалюту на время сделки. Обычные обменники менее выгодны, так как назначают завышенный курс и взимают комиссии с каждой сделки.
Заключение
Одноранговые типы сетей служат альтернативой модели «клиент- сервер». Технология обеспечивает безопасность, децентрализацию и устойчивость к цензуре. P2P послужила основой для создания файлообменников, криптовалют и множества децентрализованных приложений.
Что такое P2P сети?
С развитием интернета мы получили возможность обмениваться разного рода информацией если не мгновенно, то очень быстро. Существует масса способов обменяться файлами с другим пользователем интернета, но один из самых популярных — это P2P сети. Что представляют собой файлообменные P2P сети?
P2P – это сокращение от английского выражения “peer-to-peer”, что можно перевести как «равный — равному». Их еще называют одноранговыми, децентрализованными или пиринговыми сетями.
В чем отличие P2P сети от обычного файлообменника? В случае с файлообменником все данные хранятся на сервере, с которого пользователи могут их скачать. Если файл будет удален с сервера или сервер станет по какой-то причине недоступен, доступа к этой информации у пользователей, ясное дело, больше не будет. К тому же, скорость скачивания ограничена пропускной способностью сервера и нагрузкой на него.
В P2P сети такого сервера нет. Необходимые файлы хранятся на компьютерах пользователей в «расшаренных» папках (папках, открытых для общего доступа). И каждый компьютер может выступать как в роли клиента (скачивать информацию), так и в роли сервера (отдавать информацию). Файл при этот может качаться фрагментами сразу из нескольких источников. Это позволяет повысить скорость скачивания.
Сейчас чаще всего используются так называемые гибридные (частично децентрализованные) P2P сети. В таких сетях сервер присутствует, но он используется не для хранения информации, а для координации работы сети. Такая сеть объединяет в себе скорость чистой P2P-сети и надежность централизованной сети. На данный момент два самых популярных пиринговых сетевых протокола, используемых в P2P сетях — это BitTorrent и Direct Connect.
P2P сети: протокол BitTorrent
При обмене файлами через протокол BitTorrent скачиваемые файлы передаются частями. Скачивая файл при помощи специальной программы (torrent-клиента), вы в то же время отдаете его другим клиентам по принципу «ты мне — я тебе».
Для координации обмена файлами существует специализированный сервер — торрент-трекер. Он нужен для того, чтобы пиры (участники сети) могли найти друг друга. Обычно на трекере хранятся хеш-суммы (идентификаторы файлов), IP-адреса и входящие порты клиентов. Но часто торрент-трекер представляет собой еще и сайт с информацией о распространяемых файлах (описания, метаданные и т.п.) и количестве пиров, статистикой закачек.
На некоторых трекерах ради соблюдения основного принципа P2P сети («ты мне — я тебе») существует система рейтинга. Учитывается соотношение информации, скачанной и отданной пользователем. Если количество скачанной информации значительно превышает количество отданной, рейтинг будет низким, и возможность скачивания для пользователя будет ограничена.
Наиболее популярные торрент-клиенты — это официальный клиент BitTorrent, uTorrent, BitComet, KTorrent, Deluge, Transmission, Vuze (Azureus) и др.
P2P сети: протокол Direct Connect
Протокол Direct Connect чаще используется в локальных сетях. Для скачивания в DC сети вам нужно установить специальный клиент и подключиться к одному или нескольким DC-хабам. В этой P2P сети хаб выполняет роль сервера. Подключившись к нему, вы увидите список подключенных пользователей, сможете осуществлять поиск расшаренных файлов и, естественно, скачивать их.
Поиск файлов осуществляется по хеш-сумме, поэтому даже если файл переименован, это никак не влияет на его закачку (в случае с торрентами переименование файла приводит к тому, что система перестает его «видеть»). Файлы, опять-таки, могут качаться сразу из нескольких источников.
Кроме этого, DC хабы обычно имеют общий чат и возможность обмена мгновенными личными сообщениями, так что DC клиент можно использовать не только для обмена файлами, но и для общения с другими пользователями P2P сети.
Наиболее популярные DC клиенты — это различные потомки клиента DC++, в частности, StrongDC++, ApexDC++, FlylinkDC++, GreyLink, EiskaltDC++ и др.
P2P сети — довольно удобный способ обмена файлами. Но, увы, в таких сетях практически невозможно отследить нарушение авторских прав, ведь файлы хранятся у всех и в то же время, по сути, ни у кого. Распространение файлов — исключительно на совести участников P2P сети.
Как устроена одноранговая сеть Peer-to-Peer
Если вы регулярно пользуетесь Интернетом, маловероятно, что вы не слышали о терминах peer-to-peer или аббревиатуре P2P. Было ли это упомянуто в новостной статье, на телевидении или в разговоре с другом, который сказал вам, что он только что загрузил последний эпизод «Игры престолов», вы, возможно, наткнулись на этот термин. Если вы хотите знать, что такое peer-to-peer, и для чего он используется, вы должны прочитать эту статью.
Что такое P2P или Peer-to-Peer?
Peer-to-peer или P2P в сокращенной форме относится к компьютерным сетям, использующим распределенную архитектуру. Это означает, что все компьютеры или устройства, входящие в нее, совместно используют рабочие нагрузки в сети. Компьютеры или устройства, которые являются частью одноранговой сети, называются одноранговыми. Каждый одноранговый узел из одноранговой сети равен другим одноранговым узлам. Нет привилегированных сверстников, и в центре сети нет центрального административного устройства.
В некотором роде, одноранговые сети — это социалистические сети в мире вычислений. Каждый сверстник равен другим, и каждый партнер имеет те же права и обязанности, что и другие. Одноранговые клиенты одновременно являются клиентами и серверами.
Кроме того, каждый ресурс, доступный в одноранговой сети, является общим для одноранговых узлов без участия центрального сервера. Общие ресурсы в сети P2P могут быть такими, как использование процессора, дисковое пространство или пропускная способность сети.
Что делают сети P2P (peer-to-peer)?
Основная цель одноранговых сетей заключается в совместном использовании ресурсов и совместной работе компьютеров и устройств, предоставлении конкретной услуги или выполнении конкретной задачи. Как мы уже упоминали ранее, P2P используется для совместного использования всех видов вычислительных ресурсов, таких как вычислительная мощность, пропускная способность сети или дисковое пространство. Однако наиболее распространенным вариантом использования одноранговых сетей является обмен файлами в Интернете. Одноранговые сети идеально подходят для обмена файлами, поскольку они позволяют подключенным к ним компьютерам получать файлы и отправлять файлы одновременно.
Рассмотрите эту ситуацию: вы открываете свой веб-браузер и посещаете веб-сайт, где вы загружаете файл. В этом случае сайт работает как сервер, а ваш компьютер действует как клиент, который получает файл. Вы можете сравнить его с дорогой с односторонним движением: загружаемый файл — это автомобиль, который идет от точки A (веб-сайт) до точки B (ваш компьютер).
Если вы загружаете один и тот же файл через одноранговую сеть, используя сайт BitTorrent в качестве отправной точки, загрузка выполняется по-разному. Файл загружается на ваш компьютер в битах и частях, которые поступают со многих других компьютеров в сети P2P, у которых уже есть этот файл. В то же время файл также отправляется (загружается) с вашего компьютера другим лицам, которые его запрашивают. Эта ситуация похожа на двухстороннюю дорогу: файл похож на несколько небольших автомобилей, которые приходят на ваш компьютер, но также оставляют другим, когда они запрашиваются.
Почему одноранговые сети полезны?
Сети P2P имеют несколько характеристик, которые делают их нужными:
Зачем нам нужны одноранговые сети? Правовые прецеденты для P2P
Нам нужны одноранговые сети для подключения компьютеров и устройств без необходимости настройки сервера. При создании сервера для всего очень дорого и сложно управлять, и люди используют более дешевые альтернативы, такие как P2P. Вот несколько примеров распространенных случаев использования сетей P2P:
Сети P2P — самый дешевый способ распространения контента, потому что они используют пропускную способность одноранговых узлов, а не пропускную способность создателя контента.
История сетей P2P
Предшественником одноранговых сетей является USENET, который был разработан в 1979 году. Это была система, которая позволяла пользователям читать и публиковать сообщения/новости. Сегодня это была сетевая система, подобная онлайн-форумам, но с той разницей, что USENET не полагался на центральный сервер или администратор. USENET скопировал одно и то же сообщение / новости на все серверы, найденные в сети. Аналогично, сети P2P распространяют и используют все доступные им ресурсы.
Следующей большой вещью в истории P2P был 1999 год, когда Napster ожил. Napster был файлообменным программным обеспечением, которое люди использовали для распространения и загрузки музыки. Музыка, распространенная на Napster, обычно защищалась авторским правом и, таким образом, была незаконной для распространения. Однако это не помешало людям получить его. Хотя Napster был тем, кто получил P2P в мейнстриме, Napster в конечном итоге потерпел неудачу и был закрыт властями из-за всего содержания, которое было незаконно распространено на нем. В настоящее время P2P остается одной из самых популярных технологий для обмена файлами через Интернет, как законно, так и незаконно.
Незаконное использование одноранговых сетей
P2P — спорная технология, потому что она широко используется для пиратства. Из-за преимуществ этой технологии существует множество веб-сайтов в Интернете, которые предлагают доступ к защищенному авторским правом контенту, например, кино, музыке, программному обеспечению или играм, через сети P2P. Хотя сама технология не является незаконной и имеет много законных случаев использования, которые не связаны с пиратством, то, как некоторые люди используют P2P, является незаконным. При использовании P2P убедитесь, что вы не занимаетесь пиратством или другими случаями использования, которые наказываются по закону.
Вывод
Как вы видели в этом руководстве, peer-to-peer представляет собой сложную технологию, которая родилась и основана на простом принципе: децентрализация. Мы также знаем теперь, что его цель честна, но ее использование не всегда навсегда. Некоторые люди утверждают, должно ли это быть запрещено или нет, потому что P2P остается самым важным средством незаконного распространения контента, защищенного авторским правом. Однако, если ручка должна быть запрещена к использованию, потому что писатель плох на своем ремесле?