Reti P2P

Peer-to-peer
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Sistemi di comunicazione
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Reti di calcolatori
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Modelli di comunicazione
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Reti P2P
FdI 2014/2015
GMDN 2015
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Sistemi di comunicazione
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La comunicazione è il processo attraverso il
quale due soggetti si scambiano informazione
sotto forma di messaggi:
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Sorgente (dell’informazione)
–
Trasmettitore (dispositivo)
–
Canale di trasmissione
–
Ricevitore
–
Destinatario
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Comunicazione tra due soggetti
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Comunicazione
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Il canale di trasmissione è soggetto a disturbi di vario
genere
–
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ad esempio, il rumore presente nel mezzo di comunicazione
L’effetto del rumore è quello di interferire con il messaggio
originale. Al ricevitore arriveranno messaggi “distorti”.
Il problema fondamentale della trasmissione è quello di
ricostruire correttamente il segnale inviato a partire dal
segnale ricevuto.
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Canale di trasmissione
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Senza un canale la trasmissione dei segnali non è possibile
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Protocolli di comunicazione
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Perchè la comunicazione si realizzi, occorre che i diversi
dispositivi condividano le regole per interpretare i segnali inviati.
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Protocolli di comunicazione
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Reti di calcolatori
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Perchè utilizzare reti di calcolatori?
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Condivisione di risorse sia software che hardware
–
Miglioramento dell’affidabilità del sistema
–
Comunicazione tra utenti in forma sincrona e asincrona
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Pubblicazione di risorse informative
Quali sono dei possibili parametri per caratterizzare le reti di
calcolatori
–
Tipologia di connessione
–
L’estensione della rete
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Modello Client-Server
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Modello Client-Server
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Vantaggi
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la “centralizzazione” permette la localizzazione dei file rapidamente ed efficaciemente.
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Dal momento che il server mantiene aggiornato l'indice delle risorse condivise dai
client, i file che gli utenti trovano attraverso le loro ricerche sono immediatamente
pronti per essere scaricati. Nonostante un'architettura centralizzata sia efficiente.
Svantaggi
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Il sistema ha un singolo punto di ingresso.
Modello gerarchico poiché
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C'è “un” fornitore di servizi
–
e “molti” soggetti che richiedono un servizio
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Modello peer-to-peer (P2P)
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Una rete P2P è una architettura di rete decentralizzata e
distribuita in cui ogni nodo (peer) funge allo stesso tempo da
fornitore e consumatore di una risorsa o di un servizio.
Queste risorse e questi servizi comprendono scambio di
informazioni, cicli di computazione, spazio su disco per i file.
Una rete peer to peer sfrutta la potenza di calcolo dei client
connessi ad essa mettendo a disposizione potenza di calcolo,
spazio e banda di rete senza la necessità di un server
centralizzato.
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Modello P2P
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Grazie al modello P2P, i computer possono comunicare e condividere i file
e altre risorse, senza di passare attraverso un server centralizzato.
Ciascun computer (peer, o nodo) e' responsabile del passaggio dei dati
alle altre macchine.
In una architettura peer to peer i computer che sono stati tradizionalmente
usati solo come client comunicano tra di loro e possono agire sia da client
che da server, assumendo un ruolo che e' molto efficiente per la rete.
Questo riduce notevolmente il carico sui server.
Modello non gerarchico
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Tutti i partecipanti alla rete p2p sono alla “pari”.
–
Tutti forniscono un servizio
–
Tutti richiedono un servizio
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Vantaggi e svantaggi
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Non è necessario acquistare un server con potenzialità elevate
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ogni computer deve avere i requisiti per sostenere l'utente in locale e in
rete;
Ogni utente condivide localmente le proprie risorse ed è
amministratore dei propri dati che vengono condivisi
–
“indipendenza”?
–
“responsabilità”?
La velocità media di trasmissione dei dati può essere più elevata di
una classica rete con sistema Client-ServerServer
l'informazione richiesta da un Client può essere reperita da
numerosi Client connessi nella rete p2p, anziché da un unico server
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Funzioni
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Attraverso un client gli utenti si connettono alla rete P2P.
Dopo la connessione, ha inizio la comunicazione tra i nodi che
avviene tramite uno scambio di messaggi. I messaggi servono a:
–
segnalare la propria presenza sulla rete
–
chiedere una o piu' risorse
–
servire la richiesta di una o piu' risorse
–
trasferire le risorse
Problemi legati alla ricerca dei dati su una rete P2P
–
A chi chiedo i dati che mi occorrono?
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Topologia
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La topologia della rete, che definisce come i nodi sono connessi tra di loro.
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Adottando una topologia più centralizzata (client-server) si incrementa l'efficienza della rete, ma si
restringe l'autonomia dei nodi.
La distribuzione delle risorse, che definisce come i dati sono distribuiti nella rete di utenti.
–
Ciascun nodo mantiene i propri dati.
–
Alcuni nodi mantengono la maggior parte dei dati (super-peer)
La gestione dei messaggi, che definisce come i messaggi sono propagati attraverso la rete.
–
Quando un nodo effettua una richiesta, il messaggio di richiesta viene spedito ad un certo numero di
nodi "vicini" (corrispondente al numero di nodi con il quale e' connesso).
–
Quando e come i messaggi sono spediti dipende dal protocollo di routing. Spesso il protocollo di
routing trae vantaggio a seconda della topologia di rete e dalla distribuzione delle risorse per ridurre il
numero di messaggi spediti.
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Connessioni
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Un'aspetto fondamentale in una rete peer to peer per comprendere
come avviene la ricerca di una risorsa e' quello di distinguere le
diverse connessioni che si stabiliscono tra i nodi della rete.
Esistono due diverse connessioni tra i nodi:
–
Le connessioni strutturali definiscono gli archi che collegano i nodi di una
rete. Queste connessioni servono al routing dei messaggi, cioe' a stabilire
quale percorso devono seguire i messaggi.
–
Le connessioni dirette servono invece a connettere due nodi per il tempo
necessario al trasferimento della risorsa. In genere vengono gestite al di
fuori della rete. I messaggi spediti contengono l'indirizzo IP del nodo
mittente e la risorsa richiesta dal nodo destinatario.
A seconda della connessione che si stabilisce tra i nodi vengono
spediti e ricevuti diversi messaggi.
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Storia del P2P (File Sharing)
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Napster
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Gnutella
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KaZaa
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BitTorrent
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Napster
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Napster (1999) è stata la prima e originale applicazione che
pubblicizzato il concetto di p2p a milioni di persone.
Il modello Napster è stato un modello molto semplice e molto
funzionale. Napster (la società) ospitava un server centrale
che indicizzava tutti i file che ogni utente ha avuto in Napster.
Quando si voleva trovare un determinato file, si doveva
semplicemente fare “Napster search”.
Il processo di ricerca semplicemente chiedeva al server
centrale: “Qualcuno ha questo file?“. Il server centrale
esaminava il suo elenco di file conosciuti e forniva la posizione
internet degli altri utenti che avevano il file.
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Gnutella
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Gnutella (2000) è stata la secondo grande rete apparsa nel mondo p2p.
Dopo la scomparsa di Napster, i creatori di Gnutella hanno voluto creare
una rete decentralizzata che non potesse essere spenta semplicemente
disattivando un server. Nel senso più elementare, Gnutella ha lavorato
collegando gli utenti ad altri utenti direttamente (senza l’utilizzo di
qualsiasi server centrale).
Al fine di cercare un file, era come chiedere a tutti gli utenti collegati
“avete questo file?“. Che a loro volta facevano passare il messaggio a
tutte le persone che a loro erano connesse. In fondo, è stato un
grandissimo sistema di “passaparola“.
Il vantaggio principale di questa rete è stato che non poteva essere
facilmente chiusa. Gli svantaggi sono stati molti, tra cui le lentissime
ricerche e le isole di sotto-reti (utenti cioè non collegati gli uni agli altri).
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KaZaa
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La rete FastTrack è stata forse la rete più famosa di
questa generazione. KaZaA (Grokster e Morpheus)
sono i nomi dei vari client che si connettevano alla rete
FastTrack. Nasce nel marzo 2001 (Napster chiude nel
luglio 2001).
La rete FastTrack aggiunse una serie di miglioramenti
per le reti P2P, tra cui supernodi. Questi miglioramenti
hanno contribuito alla velocità sia delle ricerche che a
quelle del download.
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BitTorrent
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Luglio 2001
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http://www.slideshare.net/mozybackup/mozy-bittorrent-copy
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A livello legale?
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Prima del 1992
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Legge n. 518 del 1992 - che ha disciplinato in sede penale la tutela dei
programmi per elaboratore elettronico:
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la condotta di duplicazione ai fini di lucro dei predetti programmi non era prevista dalla
legge come reato
“Chiunque abusivamente duplica a fini di lucro, programmi per elaboratore o, ai
medesimi fini e sapendo o avendo motivo di sapere che si tratta di copie non
autorizzate, importa, distribuisce, vende, detiene a scopo commerciale o concede in
locazione medesimi programmi, è soggetto alle pena della reclusione da […]”
Modifiche nel 2000:
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Chiunque abusivamente duplica, per trarne profitto, programmi per elaboratore o ai
medesimi fini importa, distribuisce, vende, detiene a scopo commerciale o
imprenditoriale o concede in locazione programmi contenuti in supporti non
contrassegnati dalla Società Italiana degli autori ed editori (SIAE) è soggetto alla pena
della reclusione da sei mesi a tre anni e della multa da
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Pirate Bay
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I siti torrent, come appunto The Pirate Bay, giustificano la loro possibilità
di esistere affermando che non violerebbero alcuna legge, poiché, a
differenza di altre tecnologie Peer-to-Peer (come ad esempio eMule,
Limewire e Shareaza), i dati da loro ospitati sono solo delle chiavi utili per
rintracciare i file condivisi all'interno di migliaia di macchine collegate
sulla rete Internet.
È su questa distinzione che la difesa di The Pirate Bay ha basato la sua
estraneità alla pirateria, essendo il sito solo un motore di ricerca, un
Torrent Finder per l'appunto, come Google, Yahoo o MSN Search.
Se si estendesse il reato anche a tali siti, il sistema su cui funziona il
World Wide Web potrebbe uscirne fortemente ridimensionato e in parte
illegale.
http://en.wikipedia.org/wiki/The_Pirate_Bay_trial
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VOIP
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Voice over IP (Voce tramite protocollo Internet), acronimo
VoIP, è una tecnologia che rende possibile effettuare una
conversazione telefonica sfruttando una connessione internet
o un'altra rete dedicata che utilizza il protocollo IP, anziché
passare attraverso la normale linea di trasmissione telefonica.
Ciò consente di eliminare le relative centrali di commutazione
e di economizzare sulla larghezza occupata.
Vengono instradati sulla rete pacchetti di dati contenenti le
informazioni vocali, codificati in forma digitale, e ciò solo nel
momento in cui è necessario, cioè quando uno degli utenti
collegati sta parlando.
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Skype
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Skype funziona sostanzialmente in due modalità:
Peer-to-peer, permette di effettuare telefonate
completamente gratuite, funziona solamente se sia il
mittente che il destinatario sono collegati a internet e sono
connessi tramite il client Skype.
Disconnesso, permette di poter effettuare telefonate ad
utenze telefoniche (fisse o mobili) di utenti non collegati
tramite computer. In questa modalità a pagamento, il cui
nome commerciale è SkypeOut, la comunicazione corre
via Internet fino alla nazione del destinatario, dove viene
instradata sulla normale rete telefonica del Paese.
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IPTV
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IPTV (Internet Protocol Television) descrive un sistema atto a utilizzare il
protocollo IP per veicolare contenuti televisivi in formato digitale attraverso
connessione internet a banda larga.
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Per i prossimi anni molti si attendono che l'IPTV avrà una forte diffusione, di
pari passo con la disponibilità della banda larga.
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Spesso la fruizione dei contenuti televisivi è offerta in modalità Video on Demand ed
abbinata all'accesso al Web ed al VOIP, poiché questi tre servizi condividono la
stessa infrastruttura.
L'interesse degli utenti finali è ulteriormente spinto dalla sempre maggiore
disponibilità di contenuti sia a pagamento che gratuiti.
Con il termine P2PTV (peer-to-peer television) si fa riferimento alle
applicazioni software progettate per distribuire flussi video su una rete P2P.
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Le potenzialità di questi software sono enormi dal momento che, in teoria, sarebbe
possibile mandare in onda qualsiasi canale televisivo a livello globale.
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