Пиринговые сети. Понятие и виды

43

Федеральное агенство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего

профессианального образования

Ульяновский государственный университет

Инзенский филиал

Курсовая работа

по предмету: «Информационные технологии»

на тему: «Пиринговые сети. Понятия и виды»

Выполнила: студентка

группы БУА-07

Инза 2008 г.

Содержание:

• Содержание: 2
• Введение 3
• Глава 1. Пиринговые сети 4
• 1.1 Общие понятие 4
• 1.2 Одноранговая сеть 7
• 1.3 Пиринговая файлообменная сеть 13
• Глава 2. Сети и протоколы 15
• 2.1 eDonkey2000 (сеть). 15
• Поиск 15
• Загрузка 15
• Межсерверные соединения 16
• 2.2 Kad Network 17
• Использование 17
• 2.3 BitTorrent 18
• Принцип работы протокола 18
• Общие особенности 19
• Протоколы и порты 19
• Файл метаданных 20
• Трекер 20
• Работа без трекера 21
• Super seeding (cупер-сид) 21
• Две ошибки начинающих пиров 22
• Терминология 22
• Программы-клиенты 23
• Глава 3. Программы для работы с пиринговыми сетями 26
• 3.1 Perfect Dark (P2P) 26
• Безопасность 26
• Открытое тестирование 27
• Особенности работы 27
• 3.2 eMule 28
• Глава 4. История пиринговых сетей 33
• Карающая рука закона 34
• Партизанская тактика обмена 34
• Король умер, да здравствует король! 36
• Обмен под контролем 37
• Заключение 39
• Список используемых источников: 41
• Введение
• Все мы каким-то образом делимся информацией с окружающими нас людьми. В случае, когда мы делимся файлами с помощью программ типа еМул, еДонки, КаЗа и им подобных, такого рода обмен сопряжён с работой огромной машины, принципы работы которой, её истоки и идеи, на которых она построена, мы зачастую представляем себе довольно слабо. Данный пробел и предназначена восполнить эта статья.
• Необходимость иметь доступ к огромному количеству информации, лежащей на других компьютерах, сначала породила локальные сети. Это помогло на некоторое время, но объединить таким образом большое количество компьютеров оказалось невозможно. Возможность же доступа к файлам, возможно имеющихся у кого-то ещё, была очень заманчива. Поэтому была предложена система, позволяющая принимать и передавать файлы с каждого компьютера, с которым есть связь и на котором имеется определенное программное обеспечение. Такие системы получили название п2п (p2p) или пиринговых (peer-to-peer) сетей. Это словосочетание можно перевести как «равноправный обмен». Это значит, что вы, имея некоторые файлы, которые могут быть интересны кому-то ещё, разрешаете желающим их у вас скопировать, а взамен получаете возможность получить файлы, необходимые вам, от тех, у кого они есть.
• Актуальность темы: Т.к. в настоящее время Интернет получает всё большую и большую распространённость, использование пиринговых сетей является актуальнее с каждым днём. Ведь на сегодняшний день найти нужный файл (любимый фильм, новую программу для своего «электронного друга», только что вышедшею песню любимой звезды, книгу и просто какой-либо интересующий вас файл) намного проще если вы знаете что такое пиринговые сети, и знаете как ими пользоваться.
• Задачи: Изучить назначение пиринговых сетей, типы, использование пиринговых сетей. Познать с помощью какого контента возможно пользоваться пиринговыми сетями.
• Глава 1. Пиринговые сети
• 1.1 Общие понятие
• Одной из основных трудностей реализации подобного обмена являлось то, что было необходимо каким-то образом найти тех, у кого есть то, что вам нужно. Для решения этой проблемы существуют два основных пути: централизованый и распределённый серверы. В случае работы с централизованым сервером каждый пользователь должен зарегистрироваться на этом сервере, который соберёт информацию о пользователе (файлы, доступные для обмена, идентификатор пользователя и т.д.), а затем внесёт эту информацию в свою базу данных, по которой и будет в дальнейшем идти поиск. Все запрошеные пользователем файлы будут искаться в базе данных центрального сервера, а найденные ссылки будут передаваться пользователю для установления прямой связи именно с тем компьютером, на котором есть нужная информация. Именно на таком принципе работает популярная КаЗа (KaZaa) и многие другие пиринговые приложения. Описанный способ обмена файлами с помощью одного или нескольких центральных серверов основан на так называемом протоколе ФастТрак (FastTrack), который является коммерческим, что несколько негативно влияет на разработку приложений, его использующих.
• Во втором случае, когда центрального сервера не существует, используется протокол Гнутелла (Gnutella), который передаёт запрос пользователя не центральному серверу, а непосредственно другим компьютерам сети. То есть пользователь сам является и клиентом, и сервером пиринговой сети. Такого рода системы менее требовательны к приёму и регистрации новых членов и отличаются огромной скоростью распространения запроса. По сути, количество опрошеных источников увеличивается в геометрической прогрессии. Примером приложения, использующего этот подход, может служить Морфеус (Morpheus).
• Несмотря на то, что протокол Гнутелла является некоммерческим, то есть бесплатным для использования, сравнение этих двух протоколов заканчивается не в его пользу. Протокол ФастТрак осуществляет более эффективный поиск, чётче обрабатывает запросы и в целом является более стабильным. Это, однако, вовсе не означает, что Гнутелла обречена на вымирание, но печальный опыт того же Морфеуса, вначале использовавшего ФастТрак и бывшего одним из лидеров среди пиринговых приложений, а затем перешедшего на Гнутеллу и сразу потерявшего лидирующие позиции, достаточно хорошо описывает сложившуюся ситуацию.
• Несомненным первопроходцем пиринговых систем стал Напстер (Napster), на свою беду попавший под горячую руку защитников авторских прав. Через несколько месяцев после появления Напстера свет увидел ещё одного новорожденного в той же семье: ИМеш (IMesh). В отличие от почившего Напстера, ИМеш жив и поныне, хотя в последнее время участились сообщения о сбоях на центральном сервере. Возраст, знаете ли, не шутка...
• После закрытия Напстера пиринговые приложения стали появляться с чудовищной скоростью и к настоящему времени их существует довольно много. Периодически одни погибают, другие рождаются и перерождаются. Одним из самых известных в мире является КаЗа, а в рунете - разновидности еМул (eMule) и еДонки (eDonkey).
• На самом деле, ослик и мул, как их называют те, кто ими пользуется, являются в некотором смысле промежуточными системами между распределёнными и централизоваными системами: существуют центральные сервера, которые обрабатывают запросы пользователей (осло- и муловодов соответственно), но таких серверов достаточно много, что позволяет с одной стороны их не перегружать, но с другой стороны несколько усложняет поиск, так как обновление и получение информации с других серверов занимает некоторое время.
• В целом осёл и мул имеют очень много общего, но их сравнение выходит за рамки данной статьи и заслуживает дополнительного более подробного освещения. Это уже не говоря о различных версиях ослика и наличии еМул Плюс (eMule Plus), который, к слову, тоже имеется в нескольких ипостасях.
• Как и в любом другом сообществе, среди тех, кто пользуется пиринговыми сетями, существуют некоторые правила поведения и правила хорошего тона. Они просты и очевидны, но, к сожалению, не всегда и не всеми выполняются.
• 1. После скачивания не удаляйте файл сразу. Пока есть возможность - подержите и дайте его скачать другим.2. Не зажимайте скорость исходящего соединения без необходимости. Конечно, это нагрузка на ваш компьютер, но ведь другие тоже хотят что-то получить.3. Делитесь файлами. Если у вас есть то, что может быть интересно кому-то ещё (например, номер вашей кредитной карточки или коллекция фотографий шнурков от ботинок), не держите это в тёмном и пыльном углу диска: выложите для всеобщего доступа и пусть все удивятся, как много денег у вас было на карточке.Вот, собственно, и все правила. Правда несложные?
• Будущее пиринговых сетей в целом видится довольно радужным. Страсть людей к обмену (да ещё и бесплатному, чего уж там темнить) неистребима. Страсть компаний к зарабатыванию денег также неистребима. Получается классический случай: единство и борьба противоположностей. Ничего противозаконного в самих сетях нет. Они будут строиться и дальше. Сейчас, например, строится европейская пиринговая сеть ДатаГРИД (DataGRID) под руководством Европейского центра ядерных исследований (ЦЕРН), которая будет распределена по всей Европе, и, как ожидается, станет главным вычислительным ресурсом Европы. А уж как будет вестись борьба с пиратским распространением материалов, покажет время.
• Отдельно стоит вопрос об авторских правах при использовании пиринговых сетей. Строго говоря, распространение лицензионной продукции таким образом нарушает авторские права тех, кто ими владеет, и дискуссии на эту тему уже давно превратились в постоянный фон, на котором файлы всё равно передаются и принимаются. У каждого на эту тему есть своё собственное мнение, но на всякий случай мы напоминаем: брать без спросу нехорошо.
• 1.2 Одноранговая сеть
• Однорамнговые, децентрализомванные или пимринговые (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 большимми 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.
• 1.3 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.

Страницы: 1, 2, 3, 4