Peer-to-Peer (P2P) Filesharing Systeme

1. Peer-to-Peer (P2P) Filesharing Systeme

2. Vorgeschichte • Die erste P2P-Generation • Ideenwettlauf nach dem Napster-Aus • Zwei Vertreter der heutigen P2P-Generation • Zusammenfassung und Ausblick

3. 1. Vorgeschichte • Entwicklung des MP3-Verfahrens 1995 • Upload und Download von MP3-Dateien auf bzw. von Servern (z.B. via FTP) • Nachteil: Begrenzte Kapazität und offensichtliche Illegalität • Alternative P2P-Systeme:Eine größere Anzahl von Nutzern (Peers) stellt mittels einer Client-Software Speicherplatz und Bandbreite zur Verfügung zum gegenseitigen Up- und Download • Vorteil: Keine Kapazitätsprobleme, Verlagerung des kriminellen Aktes auf die Nutzer

4. 2. Die erste P2P-Generation2.1. Napster

5. Funktionsweise: • Jeder Peer loggt sich in einen zentralen Server ein und sendet seine Dateiliste • Server bearbeitet Suchanfragen (String Matching) • Server stellt Downloadverbindungen zwischen den Peers her (via TCP) • Rasantes Wachstum, zum Schluß durchschnittlich 1,5 Millionen Nutzer gleichzeitig online • Anklage der Firma Napster und Verurteilung zu Schadensersatzzahlungen Anfang 2001 • Bertelsmann kauft das verschuldete Napster und stellt Ende Juni 2001 den Betrieb ein

6. 2.2. Gnutella

7. Funktionsweise: • Jeder Nutzer hat einige Nachbarn • Eine Suchanfragen wird an alle Nachbarn gesendet • Diese antworten und leiten die Anfrage an alle ihre Nachbarn weiter • Jede Anfrage hat eine Time-To-Live • Am Anfang wird eine Liste von Nachbarn angepingt • Die aktiven Nachbarn antworten und leiten das Ping an ihre Nachbarn weiter • Jedes Ping hat eine Time-To-Live • Neue Nutzer werden in die Liste aufgenommen

8. Öffentliches Protokoll, Client-Software OpenSource • Konnte sich nie richtig durchsetzen, da • System und Bedienung eher kompliziert • Langsam durch „Grundrauschen“ • Teilweise mehrere, voneinander unabhängige Gnutella-Netzwerke gleichzeitig • Zur Größenordnung: Im Mai 2001 konnten im größten Gnutella-Netzwerk (50.000 Knoten) von jedem beliebigen Knoten aus 95% aller anderen in 7 Schritten erreicht werden • Wegen der dezentralen Struktur aber juristisch schwer anzugreifen, modifiziertes Gnutella-Protokoll wird heute noch verwendet

9. 3. Ideenwettlauf nach dem Napster-Aus3.1 Erkenntnisse • Nach Napster-Aus: Systeme mit zentralem Server zu leicht angreifbar, also dezentrale Systeme! • Satz von Metcalfe:Der Nutzen eines Netzwerks wächst im Quadrat wie die Anzahl seiner Nutzer.Beweis: Das Netzwerk sei ungerichtet und zusammenhängend. Jeder der k Teilnehmer habe den gleichen Nutzen, nämlich 1. Dann hat ein einzelner Teilnehmer vom System den Nutzen k-1. Also ist der Gesamtnutzen k(k-1).

10. Daher: • Anzahl der Nutzer erhöhen (mittels Datei-Angebot, Komfort, Kompatibilität…) • Nutzer länger online halten (dynamische Netzwerke!) • Hat jeder Teilnehmer den gleichen Nutzen für das P2P-System? Nein. • Messung: 7% der Teilnehmer stellen soviele Dateien bereit wie der Rest zusammen (Napster, 5/2001)

11. 5/2001

12. Nutzer mit Server-Profil: • Schneller Zugang • Lange Online-Zeit • Mehr Up- als Download • Nutzer mit Client-Profil • Kurze Online-Zeit • Mehr Down- als Upload • Schlechte Kooperation • Wenige freigegebene Dateien

13. Gnutella 2/2001

14. Server-Client-Struktur der Nutzer auch bei Gnutella • Nutzer mit dem Server-Profil haben hohen Knotengrad • Gute Ausfallsicherheit von dezentralem Gnutella, jedoch Abhängigkeit von den Teilnehmern mit dem Server-Profil • Also: • Berücksichtigung der Server-Client-Struktur der Nutzer • Anreize für bessere Kooperation

15. 3.2. Innovationen der Nachfolger • Dezentrale Protokolle mit Ausfallsicherheit • Automatisches Erkennen der Bandbreite und dementsprechende Beteiligung am Traffic der Systemfunktionen • Tausch aller Dateiformate (Musik, Filme, Software…) • Client-Software für alle Betriebssysteme • Anschauen der Filme, Anhören der Musik und Chat mittels der Client-Software • Abgebrochene Downloads können wieder aufgenommen werden und gleichzeitiges Downloaden von verschiedenen Quellen

16. 4. Zwei Vertreter der heutigen P2P-Generation4.1. FastTrack (KaZaA)

17. Die Client-Software macht Nutzer mit besonders guter Bandbreite zu sogenannten „Supernodes“ • Die Supernodes übernehmen im Hintergrund die Serverfunktion: • Andere Nutzer loggen sich bei ihnen ein • Bei einem Suchauftrag durchsucht der Supernode zuerst die eigenen Nutzer und leitet den Auftrag dann an andere Supernodes weiter • Meldet sich ein Supernode ab, übernehmen andere Nutzer seine Aufgaben • Ranking-System, bei dem das Upload-Download-Verhältnis bewertet wird, damit die Nutzer sich kooperativ verhalten • Kommerziell, Marktführer

18. 3.2. MFTP (Edonkey)

19. Funktionsweise • Der Nutzer loggt sich bei einem ihm bekannten Server ein • Bei einem Suchauftrag durchsucht der Server die eigenen Nutzer und kann auch auf die anderen Server des Netzwerkes zugreifen • Suchen per String Matching und per Hashwert • Software zum Serverbetrieb öffentlich • Die Server wechseln ständig • Aktuelle Serverlisten findet man im Internet bzw. bekommt man beim Einloggen • OpenSource-Projekt, Spezialisierung auf Filme

20. 5. Zusammenfassung und Ausblick • Einige weitere populäre P2P-Systeme wie WinMX, das modifizierte Gnutella (Limewire, …) oder Soulseek Funktionsweise jedoch ähnlich • Datentausch mittlerweile auch über Chatprotokolle wie ICQ möglich, jedoch ohne Suchfunktion • Praxis hat die Funktionalität der P2P-Systeme auch für große Nutzerzahlen gezeigt • Nichtkommerzielle, dezentrale Systeme besitzen die größte Stabilität gegen äußere Einflüsse • P2P-Systeme denkbar auch für legale Anwendungen wie die Vernetzung von Bibliotheken von elektronischer Publikationen