10.3 Применение технологий p2p

Наибольшее распространение одноранговых сетей наблюдается в систе- мах, обрабатывающих большие объемы данных и обеспечивающих индивиду-__ альный обмен информацией между пользователями. В настоящий момент, тех- нологии P2P наиболее ярко представлены в 3-х направлениях:

Распределенные вычисления: разбиение общей задачи на большое число независимых в обработке подзадач (проекты на платформе BOINC [9]);

Файлообменные сети: P2P выступают альтернативой FTP-архивам, кото- рые утрачивают перспективу ввиду значительных информационных пере- грузок (однако требуются эффективные механизмы поиска) (Gnutella [33], eDonkey, BitTorrent [8]);

Приложения для совместной работы: требуют обеспечения прозрачных механизмов для совместной работы. (Skype [36,59], Groove [17]).

10.3.1 Распределенные вычисления

В основном, к данному типу проектов относят системы типа проекта SETI@home (распределенный поиск внеземных цивилизаций), который проде- монстрировал огромный вычислительный потенциал для распараллеливаемых задач. В настоящий момент в нем принимают участие свыше трех миллионов пользователей на бесплатной основе.

Данная система основана на платформе BOINC. BOINC (англ. Berkeley Open Infrastructure for Network Computing — от- крытая программная платформа Беркли для распределённых вычислений) — некоммерческое межплатформенное ПО для организации распределённых вы- числений

. Система состоит из двух основных частей:

сервер BOINC – это набор PHP-сценариев для организации и управления проектом: регистрация участников, распределение заданий, получение ре- зультатов;

клиент BOINC – это пользовательское приложение, позволяющее участво- вать в одном или нескольких проектах. Обычно представляет собой храни- тель экрана, который производит вычисления в моменты простоя компью- тера. Наиболее популярные проекты, реализованные на основе BOINC:

SETI@home — анализ радиосигналов с радиотелескопа Аресибо для поис- ка инопланетных цивилизаций.

Einstein@Home — проверка гипотезы Альберта Эйнштейна о гравитаци- онных волнах с помощью анализа гравитационных полей пульсаров или нейтронных звёзд. Climate Prediction — построение модели климата Земли для предсказания его изменений на 50 лет вперёд.

World Community Grid — Различные проекты. Организатор — IBM.

Malaria Control Project — Контроль распространения Малярии в Африке (AFRICA@home).

Predictor@home — моделирование 3-хмерной структуры белка из последо- вательностей аминокислот.

LHC@home — расчёты для ускорителя заряженных частиц в CERN (Centre Europeen de Recherche Nucleaire).

10.3.2 Файлообменные сети

По статистическим данным на конец 2006 года объем трафика, генерируе- мого файлообменными сетями на базе P2P-сетей, составил более 70% всего се- тевого трафика.

На сегодняшний день существует большое число P2P-сетей, ориентированных на обмен файлами между пользователями.

Они могут разви- ваться и функционировать как в глобальном сетевом пространстве, так и в от- дельных подсетях. Самым ярким примером таких сетей, является система BitTorrent. Прото- кол BitTorrent был разработан в 2001 Брэмом Коэном.

В соответствии с прото- колом BitTorrent файлы передаются не целиком, а частями, причем каждый клиент, закачивая эти части, в это же время отдает их другим клиентам, что снижает нагрузку и зависимость от каждого клиента-источника и обеспечивает избыточность данных.

Если узел хочет опубликовать файл или набор файлов, то программа- клиент BitTorrent сети разделяет передаваемые файлы на части и создает файл метаданных (идентификатор раздачи), который содержит следующую инфор- мацию:

URL трекера;

Общая информация о файлах (имя, длина и пр.);

Хеш-суммы SHA1 сегментов раздаваемых файлов;

Passkey пользователя – ключ, который однозначно определяет пользовате- ля загрузившего файл;

Хеш-суммы файлов целиком (не обязательно);

Альтернативные источники – адреса альтернативных трекеров, на которых можно найти информацию по данному файлу (не обязательно). Алгоритм загрузки документа производится следующим образом: клиент подключается к трекеру по URL из файла метаданных;

сообщает хеш-идентификатор требуемого файла;

получает адреса пиров скачивающих и раздающих данный файл;

клиенты соединяются между собой и обмениваются информацией без уча- стия трекера.

В последнее время стала распространяться альтернативная технология по- иска и загрузки документов на основе «магнитных ссылок» (magnet links) и подхода распределенных хеш-таблиц (Distributed Hash Table — DHT) по сути дела представляющих собой реализацию алгоритма маршрутизации докумен- тов, описанную ранее.

Причина возникновения этой технологии – дальнейшее развитие деперсонализации и попытка торрент-трекеров защититься от юриди- ческого преследования правообладателей. Торрент-файл для такой раздачи со- здаётся без адреса трекера и клиенты находят друг друга через распределенные хеш-таблицы. DHT – это система распределенного хранения данных о скачиваемых фай- лах. Все клиенты, подключенные к DHT-сети и сами становятся «узлами», чем- то вроде мини-трекеров. Каждый узел имеет уникальный идентификатор – «node ID».

Все узлы хранят информацию об узлах, «близких к ним», кроме того узел должен хранить информацию о пирах в раздачах, чей хеш напоминает «node ID». При этом торренты представляют собой Magnet-ссылки, которые в основ- ном идентифицируют файлы не по их расположению или имени, а по содержа- нию, точнее — по хеш-коду.

Одно из преимуществ magnet-ссылок — их открытость и независимость от платформы: ссылка может быть использована для загрузки файла при помощи разнообразных приложений на практически всех операционных системах.

Бла- годаря тому, что magnet-ссылка представляет собой короткую строку текста, пользователи могут использовать обычные операции копирования-вставки и отправить ее по электронной почте или программе мгновенного обмена сооб- щениями.