Peer-to-Peer-Netzwerke: Algorithmen und Methoden

beschrieben.
    Das Internet bietet a priori keine Anonymitat, denn es arbeitet mit eindeutigen Adressen. Teilnehmer in Peer-to-Peer-Netzwerken mochten aber aus verschiedenen GrUnden nicht offentlich auftreten. In Kapitel 11 werden wir zeigen, wie Peer-toPeer-Netzwerke Anonymitat zusichern konnen.

    Peer-to-Peer-Netzwerke werden in der Praxis hauptsachlich zum Dateitransfer eingesetzt. In Kapitel 12 werden wir beschreiben, wie man diesen Prozess be- schleunigen kann. Insbesondere beschreiben wir bier IP-Multicast, das Peer-to-PeerNetzwerk Bittorrent and die Methode der Netzwerkkodierung.
    In Kapitel 13 werden die am meisten verbreitetste Peer-to-Peer-Systeme vorgestellt. Dies sind Fasttrack, eDonkey, Overnet and Bittorrent.
    Wer ein zeitgemaBes Buch uber Peer-to-Peer-Netzwerke schreibt, der darf die juristische Situation nicht verschweigen. Diese ist auBerst unubersichtlich and im fortwahrenden Wandel. Unter anderem wird in Kapitel 14 eine Hilfestellung fur Netzwerk-Designer gegeben. (Alle juristischen Auskunfte in diesem Buch sind ohne Gewahr.) AuBerdem werden in diesem abschlieBenden Kapitel bestehende and zukUnftige Anwendungen fur Peer-to-Peer-Netzwerke sowie offene Fragen disku- tiert.
    Eine Zusammenfassung der verwendeten mathematischen Notationen and Satze findet sich im Anhang ab Seite 261.

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Das Internet - unter dem Overlay
    On the Internet, nobody knows you're a dog.
    Peter Steiner. The New Yorker.
    In diesem Kapitel befassen wir uns mit dem Internet, also dem Netzwerk unter allen Peer-to-Peer-Netzwerken. Das ist notwendig, da man die Konstruktionsprinzipi- en and die Geschichte von Peer-to-Peer-Netzwerken nur im Zusammenhang mit den besonderen Eigenschaften des Internets verstehen kann. Seinen Ursprung hatte das Internet im so genannten ARPANET (Advanced Research Projects Agency Network) Ende der sechziger Jahre. Das Ziel des ARPANETs war die groBraumige and kontinuierliche Vernetzung von GroBrechnern in den USA. Angefangen mit vier Rechnern im Jahr 1969, wuchs das ARPANET innerhalb von drei Jahren zu einem Netzwerk von einigen Dutzend Rechnern. Damals waren Rechenanlagen selten and these waren zumeist mit einigen Terminals verbunden. Terminals sind Endgerate fur die Ein- und Ausgabe, mit denen Benutzer auf dem gastgebenden (daher Host) GroBrechner arbeiten. Diese Tastatur/Bildschirm-Kombinationen sind sternformig mit dem GroB- rechnerverbunden.
    Das ARPANET stellte eine Art Zwischennetzwerk (Inter-Net) dar, das einige der GroBrechner vernetzte, so dass these einen gleichberechtigten Verbund bildeten. Damals beteiligten sich hauptsachlich Universitaten am Aufbau von ARPANET. Aus diesem Netzwerk ging das Internet hervor, das mittlerweile zig Millionen Rechner verbindet. Wie in einem Peer-to-Peer-Netzwerk werden im Internet alle beteiligten Rechner gleich behandelt. Lange Zeit war nicht klar, was der Nutzen eines solchen groBflachigen Netzwerks (Wide Area Network, WAN) fur den Normalverbraucher sein konnte. Denn die Hauptanwendungen waren E-Mail, Newsgroups, der Austausch von wissenschaftlichen Daten and Spezialsoftware - Dienste, die damals in der Offentlichkeit kaum bekannt waren.
    Erst die Verbreitung des personlichen Rechners (PC: Personal Computer), die Verbesserung der Netzanbindung von Privatpersonen (Modem: Modulator Demodulator, ISDN: Integrated Services Digital Network, DSL: Digital Subscriber Line) and vor allem das World-Wide-Web (WWW) ermoglichten den Siegeszug des Internets gegenuber bisherigen Kommunikationsmitteln wie Telefon, Telex, Fax, Radio, Fernsehen, Zeitung and Briefverkehr. Manchmal werden die Begriffe Internet and World Wide Web (WWW) miteinander verwechselt. Das Internet ist das weltweite, paketorientierte Netzwerk zur Verknupfung lokaler Rechnernetzwerke. Das World Wide Web dagegen ist eine Kollektion von Hypertext-Dokumenten, die uber das Internet abrufbar sind. Der Zugriff erfolgt durch das HTTP (Hypertext Transfer Protocol), das in der obersten Schicht des Internets, der Anwendungsschicht, liegt (siehe Kapitel 2.1).

    Die Protokolle des Internets erlauben Computern unterschiedlicher Leistungsfahigkeit, Hersteller and Betriebssysteme miteinander zu kommunizieren. Der jetzi- ge Autbau dieser Protokolle ist weitestgehend das gewachsene Ergebnis eines Pro- zesses, der durch den enormen Zuwachs an Rechenkapazitaten, Datendurchsatz and Anzahl verbundener Rechner gepragt wurde. Ein historischer Uberblick findet sich in [16].
2.1 Die Schichten des Internets
    Wir geben hier zuerst einen