Одноранговая сеть

1.2 Одноранговая сеть

Однора́нговые, децентрализо́ванные или пи́ринговые (от англ. peer-to-peer, P2P — один на один, с глазу на глаз) сети — это компьютерные сети, основанные на равноправии участников. В таких сетях отсутствуют выделенные серверы, а каждый узел (peer) является как клиентом, так и сервером. В отличие от архитектуры клиент-сервер, такая организация позволяет сохранять работоспособность сети при любом количестве и любом сочетании доступных узлов.

Впервые фраза «peer-to-peer» была использована в 1984 году Парбауэллом Йохнухуйтсманом (Parbawell Yohnuhuitsman) при разработке архитектуры Advanced Peer to Peer Networking фирмы IBM.

Устройство одноранговой сети

Например, в сети есть 12 машин, при этом любая может связаться с любой. В качестве клиента (потребителя ресурсов) каждая из этих машин может посылать запросы на предоставление каких-либо ресурсов другим машинам в пределах этой сети и получать их. Как сервер, каждая машина должна обрабатывать запросы от других машин в сети, отсылать то, что было запрошено, а также выполнять некоторые вспомогательные и административные функции.

Любой член данной сети не гарантирует никому своего присутствия на постоянной основе. Он может появляться и исчезать в любой момент времени. Но при достижении определённого критического размера сети наступает такой момент, что в сети одновременно существует множество серверов с одинаковыми функциями

Частично децентрализованные (гибридные) сети

Помимо чистых P2P-сетей, существуют так называемые гибридные сети, в которых существуют сервера, используемые для координации работы, поиска или предоставления информации о существующих машинах сети и их статусе (on-line, off-line и т. д.). Гибридные сети сочетают скорость централизованных сетей и надёжность децентрализованных благодаря гибридным схемам с независимыми индексационными серверами, синхронизирующими информацию между собой. При выходе из строя одного или нескольких серверов, сеть продолжает функционировать. К частично децентрализованным файлообменным сетям относятся например EDonkey, BitTorrent.

Пиринговая файлообменная сеть

Одна из областей применения технологии пиринговых сетей — это обмен файлами. Выглядит это так: пользователи сети выкладывают какие-либо файлы в «расшаренную» (англ. share, делиться) папку, т. е. папку, файлы из которой доступны для скачивания другим клиентам. Какой-нибудь другой пользователь сети посылает запрос на поиск какого-либо файла. Программа ищет у клиентов сети файлы, соответствующие запросу, и показывает результат. После этого пользователь может скачать файлы у найденных источников. Современные файлообменные сети позволяют скачивать один файл сразу с нескольких источников (так быстрее и надёжнее). Чтобы убедиться, что этот файл у всех источников одинаковый, производится сравнение не только по названию файла, но и по контрольным суммам или хэшам типа MD4, TTH, SHA-1. Во время скачивания файла пользователем (и после его окончания) этот файл у него могут скачивать и другие клиенты сети, в результате чего особенно популярные файлы могут в итоге быть доступными для скачивания с сотен источников одновременно.

Обычно в таких сетях обмениваются фильмами и музыкой, что является извечной головной болью видеоиздательских и звукозаписывающих компаний, которым такое положение дел очень не по душе. Проблем им добавляет тот факт, что пресечь распространение файла в децентрализованной пиринговой сети технически невозможно — для этого потребуется физически отключить от сети все машины, на которых лежит этот файл, а таких машин (см. выше) может быть очень и очень много — в зависимости от популярности файла их число может достигать сотен тысяч. В последнее время видеоиздатели и звукозаписывающие компании начали подавать в суд на отдельных пользователей таких сетей, обвиняя их в незаконном распространении музыки и видео.

Такие организации, как RIAA, дискредитируют пиринговые сети, публикуя в них фальшивые файлы (содержание которых не соответствует названию, часто первое носит порнографический характер). Это привело к потере популярности сети KaZaA в пользу eDonkey, имеющей более совершенную архитектуру.

В феврале 2006 прекратил работу самый популярный сервер сети eDonkey — Razorback, а затем прекращена разработка непопулярного коммерческого клиента EDonkey2000. Сама сеть EDonkey2000 продолжает функционировать, т. к. не завязана на конкретные сервера и существует большое количество свободно распространяемых клиентских программ.

Известные децентрализованные и гибридные сети

1)         ED2K она-же eDonkey2000 — сеть централизованного типа, крупнейшая из ныне существующих файлообменных сетей. Поиск выполняют специализированные серверы, связанные между собой. Клиенты самостоятельно обмениваются по протоколу MFTP. Компания MetaMachine разработчики исходной концепции и первого клиента основанного на веб-интерфейсе (Edonkey 2000 v1.4.5)в 2005 году прекратили поддержку этого проекта, однако сеть продолжает функционировать за счет более совершенного и более мощного клиента eMule, который использует механизмы Kademlia для построения децентрализованного сегмента eD2k .

2)         Overnet, Kad — децентрализованные технологии на базе протокола Kademlia, обслуживающие поиск по сети eDonkey2000 (eD2k).

3)         BitTorrent — технология распределённого распространения файлов, как правило, большого объёма. Отличается высокой скоростью и централизованностью. Некоторые BitTorrent клиенты поддерживают DHT и могут работать без центрального сервера (т. н. трекера).

4)         Direct Connect — представляет из себя слабо связанные между собой выделенные сервера для поиска (хабы). Хабы Direct Connect очень удобны для организации файлового обмена в локальных сетях.

5)         FastTrack, iMesh — первоначально была реализована в KaZaA…

6)         OpenFT — открытое продолжение сети FastTrack. Поддерживается клиентами giFT (KCeasy), mlDonkey.

7)         Gnutella — полностью децентрализованная сеть, использующая протокол, разработанный компанией Nullsoft, основанный на HTTP-загрузках. Самоорганизация сети происходит за счет автоматического взаимообмена данными нод-листа между соединенными клиентами . Клиенты : Shareaza , BearShare , LimeWire , Gnucleus, Phex .

8)         Gnutella2 — расширение протокола Gnutella. Основные изменения коснулись только организации системы поиска файлов . Так удалось снизить общую нагрузку на сеть применяя адресную рассылку запросов только тем клиентам у которых находится искомый файл. Также была исключена проблема с ложной инициацией атаки типа UDP-flood . Во всем остальном сеть полностью аналогична Gnutella1 . Основной клиент Shareaza .

9)         Ares — файлообменная сеть для любых файлов.

10)      Soulseek — проприетарный протокол. Весь поиск происходит через центральный сервер, на котором есть бесплатная регистрация и платная подписка (официальный сайт). Клиенты: Soulseek, mlDonkey, SolarSeek.

11)      Freenet, GNUnet, Entropy — анонимные и устойчивые к цензуре файлообменные сети.

12)      MP2P (Manolito P2P) — поддерживается клиентами Blubster, Piolet, RockItNet.

13)      NEOnet — частично-децентрализованая коммерческая сеть на условно-платной основе . Является специфической вспомогательной модификацией протокола DHT при работе в отделенном коммерческом сегменте сети Gnutella1 , поддерживаемом с помощью клиента Morpheus . Свойства криптографической защиты и сетевой анонимности в сети NeoNet не поддерживаются .

14)      easy P2P

15)      Tesla — Возможно, содержит MalWare.

16)      Filetopia — потенциально безопасная сеть для обмена самым разным контентом.

17)      MUTE — Клиенты: MFC Mute, Napshare.

18)      Nodezilla — анонимная файлообменная сеть.

19)      Peer2Mail — принципиально это даже не пиринговая сеть, а разновидность ПО позволяющего передавать файлы между двумя хостами (peer-to-peer), используя почтовые сервисы в качестве роутера . Технология передачи файлов основана на инкапсуляции в SMTP-протокол .

20)      Ants p2p — открытая P2P-сеть 3-го поколения повышенной безопасности. Java-клиент.

21)      Anthill

22)      Rodi — поддерживает поиск по содержанию файлов. Java-клиент.

23)      AppleJuice — частично децентрализованная сеть (как eDonkey).

24)      BeShare — сеть, ориентированная на BeOS.

25)      Jabber — открытая P2P-технология обмена сообщениями.

26)      Skype — P2P-телефония.

27)      JXTA — стандартизация P2P спецификаций и протоколов http://www.jxta.org

28)      KDrive — глобальный виртуальный диск для обмена файлами с авторизацией и шифрованием.

29)      ProxyShare — новая высокоскоростная сеть с больши́ми возможностями.

30)      ZEPP

31)      Acquisition — сеть и клиент для Mac.

32)      RShare — анонимная открытая P2P-сеть.

33)      Marabunta — альтернативная пиринговая система ориентированная исключительно на предоставление услуг обмена мгновенными сообщениями на общей доске объявлений ( P2P-chat ) . Программа в основном рассчитана на применение в локальных сетях , и потому не содержит возможностей автообновления нод-листа ( его приходится пополнять вручную ) . При наличии постоянных IP-адресов реципиентов , может работать и в интернете , однако встроенная функция bootstrap с серверов разработчиков не работоспособна из-за того , что с 2006 года проект практически перестал развиваться . Свойства криптографической защиты и сетевой анонимности в программе не реализованы .

34)      SKad или OpenKAD - модификация протокола Kademlia . Полностью децентрализованые сети этого типа создавались преимущественно в Японии . Первым шагом в этом направлении стала программа Winny . Дальнейше развитие этой сети в сторону сетевой анонимности привело к появлению программы Share . И на сегодняшний день существует и третья версия под управлением программы Perfect Dark .

35)      К сожалению все три версии сети SKad развивались паралельно и хотя они имеют много общего , но из-за видоизменения процедуры кодирования нод-листа в сторону более жесткого шифрования , они не совместимы между собой . Таким образом все три программы образовали три идентичные сети с разными степенями защищенности .

36)      Usenet — старая добрая глобальная доска объявлений ;)

37)      Chord

38)      Pastry

39)      Tapestry или Chimera

40)      Groove Virtual Office — Собственническое ПО от Microsoft.

41)      P-Grid — самоорганизующаяся децентрализованная сеть.

42)      P2PTV — сеть телевизионных каналов.

43)      KoffeePhoto — сеть для обмена фотографиями.

Пиринговые сети распределёных вычислений

Технология пиринговых сетей (не подвергающихся квазисинхронному исчислению) применяется также для распределённых вычислений. Они позволяют в сравнительно очень короткие сроки выполнять поистине огромный объём вычислений, который даже на суперкомпьютерах потребовал бы, в зависимости от сложности задачи многих лет и даже столетий работы. Такая производительность достигается благодаря тому, что некоторая глобальная задача разбивается на большое количество блоков, которые одновременно выполняются сотнями тысяч компьютеров, принимающими участие в проекте.