Peer-to-Peer-Netzwerke: Algorithmen und Methoden

Header der nachsthoheren Schicht innerhalb der Nutzdaten, z.B. UDP, TCP, ICMP, IGMP, EGP,... ; daher der etwas irrefUhrende Name.

2.5 Zusammenfassung
    Alle Peer-to-Peer-Netzwerke verwenden das Internet. Das Internet ist eher ein loser Zusammenschluss verschiedenartiger Rechnernetzwerke. Also genau das Gegenteil einer zentralen Kommunikationsstruktur mit homogener Hard- and Software. Bisher hat es sich auch jeder Vereinnahmung hinsichtlich Hardware-, Software-, and Betriebssystemhersteller erfolgreich widersetzt. Quality of Service, Sicherheit and Anonymitat sind in IPv4 nicht vorhanden.
    IPv4 ist das vorherrschende Protokoll. Das Problem der Adressknappheit hat sich aber durch Netzwerkmasken, DHCP, NAT and PAT mittlerweile entscharft. Das ist ein Grund dafur, dass IPv6 sich trotz seiner Uberlegenheit bisher kaum durchgesetzt hat. AuBerdem hat sich fur IPv6 noch kein Domain-Name-Service etabliert. Ein weiterer Grund ist, dass viele interessante Eigenschaften wie IPsec and DHCP fur IPv4 zuruckportiert wurden. In der Praxis zeigt sich, dass kaum ein Teilnehmer auf eine IPv4-Adresse verzichten will. Hat man diese, ist der Hauptgrund fur IPv6 (namlich die GroBe des Adressraums) schon entfallen.
    Bei Peer-to-Peer-Netzwerken muss berUcksichtigt werden, dass NAT, PAT, DHCP and Firewalls direkte Peer-to-Peer-Verbindungen be- oder verhindern. IPSec ermoglicht den unkontrollierten direkten Download. Peer-to-Peer-Verkehr ist dann nur noch nachweisbar, wenn man auf der Sender- oder Empfangerseite sitzt.

    Abb. 2.22. IM-Header-Definition [32].

    In der Transportschicht etabliert TCP zuverlassige Punkt-zu-Punkt-Verbindungen, die die Bandbreite fair and effizient aufteilen. Es entsteht aber beim Verbindungsaufbau ein gewisser Overhead. UDP kann als Ersatz verwendet werden. Dabei besteht aber die Gefahr, dass eine Reihe von UDP-Verbindungen die TCPVerbindung kannibalisieren. In guten Peer-to-Peer-Netzwerken sollten these Probleme berucksichtigt werden.

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Die ersten Peer-to-Peer-Netzwerke
    When there are such lands there should be profitable things without number.
    Chistoph Columbus
3.1 Napster
    Napster war das erste als solches bezeichnete Peer-to-Peer-Netzwerk. Wir werden es hier hauptsachlich aus diesem Grund vorstellen. Algorithmisch hat es wenig zu bieten and ob es wirklich als echtes Peer-to-Peer-Netzwerk bezeichnet werden kann, ist umstritten.
Geschichte
    Shawn „ 1Vapster" Fanning (Jahrgang 1980) veroffentlichte im Juni des Jahres 1999 eine Beta-Version der Client-Software seines mittlerweile legendaren Peer-to-PeerNetzwerks Napster. Die ursprungliche Aufgabe dieser Software war die Bereitstellung eines File-Sharing-Systems, mit dem man Dateien auf teilnehmenden Rechnern lokalisieren and direkt von diesen herunterladen kann. Erst durch das Engagement eines Freundes wurde aus dem File-Sharing-System ein Portal, das hauptsachlich zur Verbreitung von Musikdateien diente. Die dadurch hervorgerufene Popularitat machte Napster schon im Herbst 1999 zum Download des Jahres.
    Wegen der Missachtung von Urheberrechten klagten Musiklabels gegen Fanning and drohten das Netzwerk stillzulegen. Tatsachlich geschah einige Zeit nichts, and die durch den Rechtsfall gesteigerte Publizitat erhohte sogar die Anzahl der Teilnehmer. In einer uberraschenden Wendung ging Fanning Ende 2000 einen Kooperationsvertrag mit Bertelsmann Ecommerce ein and begann sein bislang kostenloses System in ein kommerzielles File-Sharing-System umzuwandeln. Heutzutage firmiert somit unter dem Namen Napster ein ganz anderes (vollig Client-Server-basiertes) Netzwerk zum Musik-Download.

    Abb. 3.1. Die Funktionsweise von Napster.
Aufbau
    Der Aufbau and die Funktionsweise von Napster sind weitaus weniger aufregend als seine Geschichte. Napster folgt im Wesentlichen einer Client-Server-Struktur, siehe Abbildung 3.1. Ein Server unterhalt einen Index uber die von den Netzwerkteilnehmern bereitgestellten Dateien. Ein Client kann Dateien zur Verfugung stellen oder abfragen. Der Index besteht dabei aus dem Dateinamen, dem Dateidatum, der IP-Adresse der Peers, die die Datei bereitstellen, and ahnlichen Informationen. Mit dieser Tabelle werden die Anfragen der Clients bedient.
    Bei einer Suche (Query) kontaktiert ein Client den Server and ubermittelt z.B. den Namen der gesuchten Datei. Der Server durchsucht dann seinen Index nach Clients, die die entsprechende Datei bereitstellen. Die Liste dieser Clients wird dann als Reply-Nachricht an den Client Ubermittelt, der die Anfrage