PDF de programación - Peer 2 Peer Sistemas Operativos Distribuidos

Peer 2 Peer

Sistemas Operativos Distribuidos

Abel Santín González

INDICE


Introducción P2P



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Elementos de las redes P2P

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Arquitectura de las redes P2P


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Modelo Híbrido o Centralizado
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Modelo P2P Puro o totalmente descentralizado

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Modelo P2P Mixto o semicentralizado


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Comunicación en las redes P2P
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Búsqueda de pares, contenidos y servicios
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Tablas Hash Distribuidas (DHT)

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Características y Beneficios de las Redes P2P


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JXTA
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Introducción
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Pila de Protocolos JXTA

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Bibliografía

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Introducción P2P

El término anglosajón P2P (Peer-to-Peer) suele ser traducido al castellano como “entre
pares”. Sin embargo, y según el diccionario, peer significa en inglés “par, igual”. Luego la
traducción correcta es entre iguales o de igual a igual, aunque lo más normal es referirse
directamente el acrónimo (pedospe).

Básicamente una red informática P2P se refiere a una red que no tiene clientes y
servidores fijos, sino una serie de nodos que se comportan a la vez como clientes y como
servidores de los demás nodos de la red. Este modelo de red contrasta con el modelo
cliente-servidor tradicionalmente empleado en las aplicaciones de Internet.
Así, en una red P2P todos los nodos se comportan igual y pueden realizar el mismo
tipo de operaciones; pudiendo no obstante diferir en configuración local, velocidad de
proceso, ancho de banda y capacidad de almacenamiento.

El P2P no es un concepto nuevo aunque gracias a muchos factores como la gran
explosión de ordenadores conectados a Internet, el rápido incremento de ancho de banda
disponible por los usuarios, la mayor potencia de cálculo y capacidad de almacenamiento
de los ordenadores personales y la proliferación de fuentes de información y contenidos
diversos a través de la Red han hecho que esta tecnología sea por fin conocida por la
inmensa mayoría de los internautas.

Elementos de las redes P2P

El elemento fundamental de toda red P2P es un par o un igual, y es la unidad de
procesamiento básico de cualquier red P2P. Un par es una entidad capaz de desarrollar
algún trabajo útil y de comunicar los resultados de ese trabajo a otra entidad de la red, ya
sea directa o indirectamente.

Existen dos tipos de pares

- Pares simples: Sirven a un único usuario final, permitiéndolo proporcionar
servicios desde su dispositivo y empleando los servicios ofrecidos por otros pares
de la red. Los pares suelen tener una naturaleza dinámica y heterogénea, es decir
se conectan a la red de forma intermitente y tienen capacidades muy distintas.
Superpares: Ayudan a los pares simples a que encuentre otros pares o a otros
recursos de los pares. Los pares lanzan solicitudes de búsqueda de recursos a los
superpares y los superpares les indican donde conseguirlos. Generalmente los
superpares tienen una naturaleza estática, se encuentran conectados normalmente
a la red y son fácilmente accesibles.

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Otro elemento es el concepto de grupo de pares, Un grupo de pares es un conjunto de
pares formado para servir a un interés común u objetivo dictado por el resto de pares
implicados. Los grupos de pares pueden proporcionar servicios a sus pares miembro que
no son accesibles por otros pares de la red P2P. Considerando un sistema P2P en el que
todos los clientes pueden hablar el mismo conjunto de protocolos (JXTA) el concepto de
grupo de pares es necesario para dividir el espacio de la red.

Los servicios proporcionan una funcionalidad útil que se consigue mediante la
comunicación de los distintos pares. Esta funcionalidad o aplicación para el usuario puede
ser transferir un fichero, proporcionarle información de estado, realizar un cálculo o
comunicarse con otro usuario.
Los servicios se pueden clasificar en servicios de pares y servicios de grupo de pares:

Servicios de pares: funcionalidades ofrecidas por un par concreto de la red a otros
pares, si el par se desconecta el servicio se cae.
Servicios de Grupo de pares: funcionalidades proporcionadas por varios miembros
del grupo consiguiendo así acceso redundante al servicio. Si un par del grupo se
cae el servicio sigue estando disponible.

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Arquitectura de las redes P2P

Modelo Híbrido o Centralizado

La primera generación de P2P (Napster) empleaba una estructura de red cliente-
servidor. El servidor central mantiene una base de datos con información de los ficheros
servidos por cada par. Cada vez que un cliente se conecta o desconecta de la red, la base
de datos se actualiza. Todos los mensajes de búsqueda y control son enviados al servidor
centralizado. El servidor centralizado compara la solicitud de sus clientes con el
contenido de su base de datos y envía las correspondencias al cliente en cuestión. Una vez
que es informado de las correspondencias, el cliente contacta con el par directamente y
accede al recurso solicitado.

Proporciona un rendimiento muy elevado a la hora de localizar recursos siempre y
cuando el servidor esté bien dimensionado, sin embargo es muy costoso.

Par B (bb.mp3)

Par C (cc.mp3)

Par D (dd.mp3)

1- ¿cc.mp3?

2- Par C

Servidor
Bbb.mp3
Ccc.mp3
Ddd.mp3

Par A (¿cc.mp3?)

3- cc.mp3

Conexión directa
Flujo de Datos

Modelo P2P Puro o totalmente descentralizado

La segunda generación de P2P (Gnutella) usa un modelo distribuido donde no existe
ningún servidor central y todos los nodos tienen el mismo estatus. Cada nodo actúa
como servidor y como clientes en la red. Como es evidente cada par dentro de esta
arquitectura trata de mantener un cierto número de conexiones con otros pares durante
todo el tiempo. Este conjunto de pares conectados transporta el tráfico de red, que está
conformado esencialmente por peticiones y respuestas a esas peticiones, y varios
mensajes de control que facilitan el descubrimiento de otros nodos (mensajes ping en
Gnutella)

¿ccc.mp3?

Par F

ccc.mp3

¿ccc.mp3?

Par E

ccc.mp3

Par C – ccc.mp3

Par B

ccc.mp3

¿ccc.mp3?

Par D

Par A ¿ccc.mp3?

¿ccc.mp3?

Conexión directa
Flujo de Datos

A pesar de que el número de saltos de la red es potencialmente infinito, permanece
limitado por un tiempo de vida máximo o TTL, relacionado con el máximo número de
saltos que puede dar un mensaje. Por cada nodo o par por el que circula el mensaje de
petición se decrementa en una unidad el TTL descartándose la petición si esta llega a cero.
En la figura se ve como el par A pide el recurso ccc.mp3 al par B que es el único al que
está conectado. Este a su vez distribuye la petición a todos los pares con los que tiene
conexión, y así seguidamente hasta que la petición alcance al dueño del recurso o se
descuente su TTL. Cada nodo que recibe la solicitud y puede atenderla, responde
incluyendo información de interés adicional (nombre del fichero, tamaño, extensión, etc.)
y todas las respuestas son reenviadas de vuelta al origen de la solicitud (línea azul). El par
A una vez con la respuesta puede establecer una conexión con alguno de los nodos que
respondan (Par C).

El modelo P2P puro es más robusto al no depender de un servidor