1x3 - Fachgebiet Komplexe und Verteilte IT Systeme

Vorlesungg
P2P Netzwerke
1: Einführung
Dr. Dominic Battré
Complex and Distributed IT‐Systems
dominic battre@tu berlin de
dominic.battre@tu‐berlin.de
Inhalt
● Vorstellung
● Organisatorisches
● Einführung in P2P Netzwerke
Einführung in P2P Netzwerke
15.04.2009
Dominic Battré ‐ P2P Netzwerke
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Vorstellung
● /me stellt sich vor
● Email: dominic.battre@tu‐berlin.de
● Sprechstunde:
Donnerstags 14:00‐15:00
Donnerstags, 14:00
15:00
Raum E‐N 173 (Einsteinufer 17)
● DU
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Dominic Battré - P2P Netzwerke
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Organisation
● Webseite
■ http://www.cit.tu‐berlin.de Æ P2P
■ Folien am Tag der Vorlesung morgens online
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● Vorlesung
■ Donnerstags,
Donnerstags, 10:00 10:00 – 12:00, c.t., FR 0513 (
12:00, c.t., FR 0513 (*))
* nur erste Woche, siehe Ankündigung auf Webseite
● Übung
■ Freitags, 14:00 – 16:00, c.t., FR 1063
■ Voraussichtlich: 24.4., 8.5., 22.5., 5.6., 19.6., Voraussichtlich: 24 4 8 5 22 5 5 6 19 6
3.7. oder 10.7., 17.7.
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Mailingliste
● Mail an cit‐p2p.ss09‐[email protected]‐berlin.de
■ Subject: egal
■ Inhalt: subscribe
● Zweck
■ Raumänderungen
■ Terminänderungen
■ Bekanntgabe, wenn Übungszettel/Folien verfügbar sind
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Prüfung
● Die Veranstaltung hat 3 SWS (4 LP) für Studiengänge
Informatik D + MSc, sowie Technische Informatik D + MSc
● Schriftliche Prüfung durch Klausur (ca. 60min)
■ nur bei ausreichender Teilnehmerzahl
■ Termine? z.B. 23. Juli 2009
■ Anmeldung über Sekretariat (Details im späteren Verlauf)
● Diplom: Einbringung in Schwerpunktprüfung (Gebiet BKS)
● Master: Modulprüfung (CIT 8)
Info‐Veranstaltung BKS: 17.4.09, 16:00 Uhr, EN‐180
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Übungen
● Präsenzübungen
■ beginnen am 24. April
■ Besprechung von Übungsblättern, Aufgaben, …
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● Übungsblätter
■
■
■
■
■
■
wöchentlich
freiwillig aber prüfungsrelevant
werden korrigiert
beliebige Gruppengröße
programmieren und theoretisch
programmieren und theoretisch
wir schreiben einen P2P Chat
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Inhalte der Vorlesung (vorläufig)
Einleitung
• Was ist P2P?
• Definition
• Einsatzgebiete
U
Unstrukturierte Netze
k i
N
• Napster
• Gnutella
• Super‐Peer Netzwerke
Super Peer Netzwerke
• Small‐World Netzwerke etc.
Fortgeschrittenes
• Sicherheit
Strukturierte Netze
• Verteilte Hash‐Tabellen
• Grundlagen
• Chord, CAN, Pastry, Kademlia
• Programmieren von DHTs
Programmieren von DHTs
• Gradoptimierte Netzwerke
• SkipNet, P‐Grid
• Lastverteilung in strukturierten Netzen
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Anwendungen
• OceanStore
• BabelPeers
• Amazon
• Multicast
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Ziele der Vorlesung
● Verstehen,
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… was ein P2P Netzwerk ist
… wie es sich von anderen Netzen unterscheidet
… wann P2P Netzwerke sinnvoll sind
wann P2P Netzwerke sinnvoll sind
… wie sie funktionieren
… welche Topologien es gibt
… welche Topologien
es gibt
… welche Routing‐Algorithmen es gibt
… wie Selbstorganisation funktioniert
… wie Daten gespeichert werden
… und wie diese Daten gefunden werden
… welche Anwendungen für P2P Netze es gibt
elche An end ngen für P2P Net e es gibt
… wie P2P Netzwerke programmiert werden
… wie P2P Netzwerke abgesichert werden
… wie P2P Netzwerke abgesichert werden
Dominic Battré ‐ P2P Netzwerke
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Literatur
● Bücher zu P2P:
■ Peter Mahlmann, Christian Schindelhauer: P2P Netzwerke, Springer, 2007, 33 €
■ Ralf Steinmetz, Klaus Wehrle: Peer‐to‐Peer Systems and Applications, Springer, 2005, 59 €
■ Andy Oram: Peer‐to‐Peer: Harnessing the Power of Disruptive Technologies, O'Reilly, 2001, 25 €
● Paper zu speziellen Themen
■ wird jeweils beim Thema bekanntgegeben
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Internet Traffic (.de) nach Protokollen
HTTP 10,71%
Streaming 8,26%
P2P 73,79%
DDL 4,57%
VoIP/Skype 0,98%
FTP 0,53%
Mail 0 39%
Mail 0,39%
Q ll I
Quelle: Ipoque
2007 M hl
2007, Mahlmann
2008
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NNTP 0,09%
IM 0,34%
Tunnel / Encryption 0,34%
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P2P Traffic nach Netzen (.de)
Quelle: Ipoque 2007, Mahlmann 2008
Gnutella 3,72%
Gnutella 3,72%
eDonkey 28,59%
BitTorrent 66,70%
Sonst. 0,99%
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BitTorrent Traffic nach Content (.de)
TV 21,15%
aBooks 1,41%
Musik 7,78%
eBook 0,81%
P0rn 13,05%
Spiele 5,77%
Spiele 5,77%
Applikationen 4,97%
Bilder 0,09%
Anime 7,09%
Filme 37,24%
Musik 0,65%
Q ll I
Quelle: Ipoque
2007 M hl
2007, Mahlmann
2008
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P2P Traffic im Internet
Q ll htt //
Quelle: http://www.cachelogic.com/home/pages/studies/2005_07.php
h l i
/h
/
/ t di /2005 07 h
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Peer‐2‐Peer: Was ist das?
● Peer‐2‐Peer (P2P) ist durch Filesharing bekannt geworden
● Das Konzept ist schon viel älter und hat viel mehr Anwendungen:
Das Konzept ist schon viel älter und hat viel mehr Anwendungen:
■ Skype
■ Groove (Kollaborations‐Software)
■ Coral Cache
C lC h
■ Datenmangement
■ Bot Netze (z.B. Trojan.Peacomm)
■ Amazon Warenkörbe
A
W
kö b
● Was ist ein Peer? (Merriam‐Websters)
1 : one that is of equal standing with another : EQUAL; especially
th t i f
l t di
ith
th
EQUAL
i ll : one belonging to the same societal group especially based on age, grade, or status
2 archaic : COMPANION
3 a : a member of one of the five ranks (as duke, marquess, earl, viscount, or 3 a
a member of one of the five ranks (as duke marquess earl viscount or
baron) of the British peerage b : NOBLE 1 ‐ peer adjective
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Definitionen
● Wikipedia:
■ "Kommunikation unter Gleichen"
"
ik i
Gl i h "
● Gribble (2001):
■ A
A distributed system in which participants rely on one another for distributed system in which participants rely on one another for
services [...] Peers in the system can elect to provide services as well as consume them.
● Yang/Garcia
Yang/Garcia‐Molina
Molina (2002):
(2002):
■ Peer‐to‐peer (P2P) systems are distributed systems in which nodes of equal roles and capabilities exchange information and services directly with each other
directly with each other
● Steinmetz/Wehrle (2004):
■ [A Peer‐to‐Peer system is] a self‐organizing system of equal, autonomous entities (peers) [which] aims for the shared (
)
usage of distributed resources in a networked environment avoiding central services.
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Das P2P Prinzip
● Keine 100% scharfe Definition!
● Ein „Organisationsprinzip“:
■ Jeder Rechner im Netzwerk erfüllt die gleichen Aufgaben
■ Es gibt keine Unterscheidung zwischen Client und Server
E ibt k i U t
h id
i h Cli t d S
● Kernkonzepte (nicht immer alle erfüllt!)
■ Selbstorganisation, kein zentrales Management
Selbstorganisation kein zentrales Management
■ Teilen von Ressourcen
♦ Nutzung von Ressourcen am "Rand" des Netzwerkes
■
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■
■
■
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Die Peers sind alle gleich
Typischerweise sehr viele Peers
K
Knoten kommen und gehen jederzeit
k
d h j d
i
Peers sind autonom (eigene Entscheidung über Angebote)
Adressierung auf Anwendungsebene
Adressierung auf Anwendungsebene
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Vorteile von P2P
● Höhere Verfügbarkeit/Ausfallsicherheit: ■ kein „single
k i
i l point
i off failure“
f il “
● Aktualität/Einfachheit des „Publizierens“:
■ Zugriff auf unveröffentlichte Daten
Zugriff auf unveröffentlichte Daten
■ trotzdem Anonymität
●
●
●
●
Skalierbarkeit
Geteilte Ressourcen (Rechenleistung, Speicherplatz, Bandbreite)
Keine Zensur/Manipulation durch zentrale Instanz
Nachteile von zentralisierten Systemen:
Nachteile von zentralisierten Systemen:
■
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■
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schlechte Abdeckung (‐‐> Akamai u.A. Content Delivery Networks)
lange Updatezeiten
Kosten für Betrieb des Systems
Zentrale Instanz steuert (und manipuliert) die Inhalte
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Nachteile von P2P
● Erhöhter Aufwand:
■
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■
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Programmierung
Fehlersuche
Sicherheit
Routing / Suche
g/
Replikation
● Keine Verlässlichkeit (
Keine Verlässlichkeit ("nur"
nur probabilistische
probabilistische Garantien)
● Vertrauenswürdigkeit der Teilnehmer?
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Code Challenge Competition
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