PDF de programación - Introducción a tecnologías P2P - Sistemas de Información

Sistemas de Información

Introducción a tecnologías P2P

Agradecimientos: Simon Pickin de IT/UCIIIM <spickin>, Jesús Vega Informática/UVA

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Índice

Definición
Características
Antecedentes
Clasificación
Ejemplos
JXTA
Enlaces

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Definición de P2P
Peer:

otro entidad del mismo nivel

Peer-to-peer communication:
comunicación de-igual-a-igual

Peer-to-peer network:

redes de pares / redes de iguales
no depende de servidores dedicados; utiliza (al menos mayormente)

conexiones directas entres nodos participantes

una red P2P pura no tiene clientes y servidores; todos los nodos son del

mismo nivel

una red puede denominarse P2P a pesar de que utilizan una estructura

cliente-servidor para ciertas tareas

cada nodo tiene capacidades y responsabilidades equivalentes
cualquier nodo puede iniciar una interacción con otro nodo
distintos nodos pueden tener distinta velocidad de procesamiento,

distinto ancho de banda y distinta cantidad de almacenamiento

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Algunas características de P2P
Descentralización

devuelve el poder y autonomía a los nodos en el borde de la red

(edges)

maneja conexiones variables y direcciones provisionales
inteligencia distribuida
fenómeno social

democratización?

Aprovecha el ancho de banda de los usuarios

utilizado completamente
ancho de banda total crece con el número de nodos
los clientes no tienen que compartir el ancho de banda limitado de

un servidor

Destaca la distinción entre publicar y ser autor
NOTA: no confundir “par” en su significado de “igual” con “par”

en su significado de “pareja”; por otra parte, nos referiremos aquí
a cada nodo de una red P2P como “un par”.

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Caracterización de P2P

Características claves según Dave Winer (XML-RPC)

las interfaces de usuario cargan fuera de un navegador Web
los ordenadores de los usuarios pueden actuar como

clientes y como servidores

el sistema global es fácil de usar y bien integrado
el sistema incluye herramientas para soportar los usuarios

que quieren crear contenido o añadir funcionalidad

el sistema proporciona conexiones con otros usuarios
el sistema hace algo nuevo o emocionante
el sistema soporta protocolos multi-red tal como SOAP o

XML-RPC

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Antecedentes: Usenet news
Concebido en 1979 estudiantes de Duke University
Sistema de intercambio de noticias. Copia ficheros entre

máquinas distintas

Los usuarios leen o enviar mensajes denominados
artículos a distintos grupos de noticias organizados
jerarquicamente

Modelo descentralizado de control. (en la práctica, hay

un backbone).

Protocolo de base

original: UUCP (Unix-to-Unix Copy Protocol)
actual: NNTP (Network News Transport Protocol) sobre TCP/IP

optimizaciones, p.e. encabezado de camino (path header) para

evitar mensajes repetidos

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Antecedentes: Usenet news
Funcionalidad:

Para unirse

un servidor de news monta una conexión de intercambio de

news con uno o varios otros servidores de news

Una vez adscrito

un servidor de news conecta regularmente con su vecino /

sus vecinos

intercambian los mensajes nuevos

Creación de un nuevo grupo de news

se propone, se discute y se vota en el grupo news.admin

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Antecedentes: DNS

Solución al problema de compartir archivos
Domain Name System

red P2P junto con un modelo jerárquico de propiedad de información

Escalabilidad

1983: unos miles de nodos
2005: cientos de millones de nodos (~10.000 veces más grande)

Modelo híbrido:

Filosofía P2P en las comunicaciones
Método jerárquico de propiedad de la información. Delegación de

responsabilidad según la jerarquía de nombres

Nodos pueden ser clientes (delegan petición) y servidores (cachean

respuestas)

Un servidor puede preguntar a cualquier otro pero

camino estándar para propagar peticiones por la cadena de autoridad

Distribución de carga

cada servidor de nombres sólo se ocupa de su espacio de nombres

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Antecedentes: DNS
Funcionalidad:

Petición: un host quiere conocer la dirección IP

partiendo del nombre
Consulta a su servidor de nombres más próximo
Si ese servidor no lo sabe delega la consulta a la autoridad

de ese espacio de nombres

Esto se repite a través de toda la jerarquía hasta llegar a la

solución

La respuesta

se propaga en la jerarquía en sentido contrario
se cachea en todos los nodos intermedios para que la

respuesta sea más eficiente en siguientes peticiones

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Clasificación arquitectural de redes
P2P para compartir ficheros
Centralizada

se mantiene un directorio puesto al día constantemente en

localizaciones centrales

un nodo hace peticiones al directorio para encontrar los nodos que

contienen los ficheros deseados

directorio central es punto de fallo crítico

Descentralizada y estructurada

no hay directorio central
la topología de la red está controlada y los ficheros se colocan en

localizaciones que facilitan peticiones subsiguientes

Descentralizada y no estructurada

no hay directorio central
la topología de la red y la colocación de los ficheros no están

controladas

primeros sistemas, tráfico excesivo

búsquedas por flooding de peticiones basado en TTL

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Clasificación generacional de redes
P2P para compartir ficheros

Primera generación

utiliza una lista de ficheros centralizada, p.e. Napster
desde 2001: quien controla esta lista central es responsable de
cualquier violación de copyright u otra actividad ilegal que pueda
ocurrir (p.e. intercambio de ficheros pornográficos etc.)

Segunda generación

utiliza una lista de ficheros descentralizada, p.e. Gnutella
evita el problema de responsabilidad legal de unos por las acciones

de otros

Tercera generación

utiliza una lista de ficheros descentralizada, p.e. GNUnet
mejoras en cuanto a eficiencia, fiabilidad, anonimato, etc.

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Algunos ejemplos de redes P2P:
ICQ (I seek you)
Desarrollado por Mirabillis 1996 adquirido por AOL 1998
1er Servicio completo de mensajería instantánea
Analogía: Conversación
Permite chatear, envio de mensajes, intercambio de

archivos, etc.

El usuario se le asigna un UIN (Universal Internet

Number) en el momento de registrarse

Protocolo utilizado: Oscar (Open System for

CommunicAtion in Realtime).
Es propietario
Descifrado por ingeniería inversa e implementado por

competidores que han desarrollado clientes para ICQ (Microsoft
y Jabber)

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Algunos ejemplos de redes P2P:
Jabber (Conversational technologies)
Surge en 1998 como un intento de crear una plataforma

abierta distribuida para mensajería instantánea para
evitar incompatibilidad entre servicios IM existentes.

Muchos participantes individuales y comerciales.
http://www.jabber.org
Proyecto opensource que combina mensajería

instantánea con XML (streaming XML)

Creación espontánea de comunidades de usuarios

estructurando la información que les interesa

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Algunos ejemplos de redes P2P:
Jabber (Conversational technologies)
Conjunto de tecnologías

Un servidor modular escrito en C
Clientes para casi todas las plataformas (comerciales

yopenSource)

Gateways para lamayoría de los servicios y protocolos de

mensajería en internet

Bibliotecas para multitud de lenguajes de programación
Agentes y servicios esppecializados como tradutores y RSS
Objetivo mejorar las capacidades conversacionales

entre personas y entre aplicaciones

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Algunos ejemplos de redes P2P:
Jabber (Conversational technologies)
Uso de XML para casi todo:

Codificación de los datos
Protocolo de transporte entre peers
Formato de almacenamiento
Modelo interno de datos de la mayoría de las aplicaciones

Soporte namespaces para que el usuario decida sobre

las etiquetas XML a utilizar

El protocolo Jabber ha sido aceptado por el IETF bajo el

nombre XMPP (EXtensible Messaging and Presence
Protocol) con RFC 3920

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Algunos ejemplos de redes P2P:
Jabber (Conversational technologies)

Funcionamiento

Identidad (3 partes): usuario@servidor/recurso
Desde fuera se accede como: jabber://user@server/resource/data
Similar al e-mail. El cliente se conecta al servidor que es elresponsable

de negociar la recepción y entrega de los datos con otros usando los
protocolos disponibles. Servers son peers para los servers y clientes
para los clientes

Es protocol-agnostic. Traslada a XML los datos de un protocolo a otro

de forma transparente para el usuario

Capacidades similares a cualquie