Étude d’approfondissement Protocoles de communication en Peer-to-Peer

1. Étude d’approfondissementProtocoles de communication en Peer-to-Peer Marc CALVISI M2PGI 02.11.2004

2. Menu • Peer-to-peer • Gnutella • JXTA • Documents et Références • Démonstration • Vos questions?

3. Peer-to-Peer (P2P) - Introduction • Définiton • «Peer-to-Peer (P2P) technology enables any network-aware device to provide services to another network-aware advice » [JXTA, Brendon Wilson] • Peer • Un processeur, une application, une machine • Rôle : peut être un client et/ou serveur • Client – demande un service • Serveur – offre un service, exécute un service • Différentes architectures possibles

4. P2P – Architecture Centralisée • Client/Serveur • Données stockées centralement • Client se connecte au serveur • Pour envoyer et recevoir des données • Pour communiquer avec autres clients • Pas de communication direct entre les clients • Serveur en panne • plus de données pour les clients • Nombre clients augmente • Ressources nécessaires du serveur augmentent • Exemple : • Serveur web • Base de données

5. P2P – Architecture Décentralisée • Peer est client et/ou serveur • Pas de serveur central • Communication directe entre peers • Responsabilités partagées • Tolérant aux fautes • Exemple : • Gnutella v0.4

6. P2P – Arch. Centralisée/Décentralisée • 2 parties • Partie centralisée • Supernoeud • Informations partagées • Partie décentralisée • Peer • Demande d’informations auprès des supernoeuds • Communication direct entre clients • Pas besoin de contacter tous les peers • Exemple : Napster, Mirabilis ICQ

7. P2P - Avantages • Réseaux très extensibles • Responsabilité distribuées • Différent canaux de communication possibles • Utilisation de toute la bande passante • Haute disponibilité • Résistant au panne • Calculs distribués • Espace de stockage distribué

8. P2P - Désavantage • Réseaux redondant • Requête pour une information • Différents résultats • Sans réponse • Apparition/Disparition de ressource à tout moment • Attaques distribuées • Problème de sécurité • Authentification, Confidentialité, Intercepteurs, …

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10. Gnutella - Introduction • Protocole pour échanger des fichiers • Développé par NullSoft • Utilisé par : BearShare, Limewire, GTK Gnutella • Peer nommé servant • Rôle : client et/ou serveur

11. Gnutella - Architecture • Version 0.4 • Décentralisée • servants interconnectés • Trop trafic

12. Gnutella - Architecture • Version 0.6 • Centralisée/décentralisée • Ultrapeer (supernoeud) • Gateway au réseau Gnutella • Interconnecté de manière décentralisé • Leaf connecté à un Ultrapeer • centralisé • Avantages : moins de trafic

13. Gnutella - Protocole • Protocole v0.4 : 5 messages • Protocole v0.6 : 6 messages • Les messages : • PING – trouver un autre servant • PONG – réponse à un PING • adresses et informations pour partagé des données • Query – Requête pour des fichiers • QueryHit – réponse à QUERY • Informations sur les données trouvées • PUSH – Communication via firewall • BYE – Déconnexion (v0.6)

14. Gnutella - Protocole • Téléchargement d’un fichier • via protocole HTTP • Communication direct pour l’échange • Servant envoie HTTP request GET

15. Gnutella - Exemples • PING Messages • QUERY Messages

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17. JXTA – Introduction • Problèmes des solutions P2P existants • Protocoles propriétaires • Protocoles non compatibles • Nouvelle application, nouveau protocole • Différentes solutions • Même propriétés pour les protocoles • Souvent solutions seulement pour une platform • Projet JXTA – lancée par Sun Microsystems • JXTA = «juxtapose» • Base pour développer une application P2P

18. JXTA - Objectifs • Interoperability • Peers peuvent trouver autres peers • Communication entre tous les peers possible • Platform Independance • indépendant du système d’exploitation • Windows, Unix, Solaris,… • indépendant du langage de programmation • C/C++, Java, Perl, … • Messages du protocole en XML • Indépendant du moyen de transport • TCP/IP, HTTP, Bluetooth, … • Ubiquity • indépendant du type de machine • PDA, PC, Telefon mobile, … • Security

19. JXTA - Architecture Source : JXTA Technology: Creating Connected Communities, Sun Microsystems

20. JXTA - Couche JXTA Core • Définie la base pour des réseaux P2P • Éléments sont partagés par toutes les solutions • Définies 6 protocoles de communications

21. JXTA - Couche JXTA Core • Peer • Un appareil connecté au réseau • Différent peer • Simple Peer • Offre des services et utilise des services • Rendezvous Peer • Utiliser pour découvrir d’autres peers et des ressources de peers • Router Peer • Trouver un chemin de communication

22. JXTA - Couche JXTA Core • Peer groups • Peer group = Collection de peers offrant un service spécifique • Création d’ensemble de peers • Attribution de nom à des peer groups • Création de règles pour : • Créer, supprimer, découvrir, publier, adhérer peer groups et des peers

23. JXTA - Couche JXTA Core • Peer Monitoring • Contrôle du fonctionnement et activités des peers dans un peer group • Gestion de peers • Contrôle d’accès, adaptation de priorité, compteur de trafic, stabilisation de la bande passante

24. JXTA - Couche JXTA Core • Peer Pipes • Canaux de communication entre peers • Asynchrone, unidirectionnel • Envoie des messages en XML • Un pipe lié un point terminal (endpoint) (exemple : TCP port with an IP) Source : Projext JXTA v2.0 : Java Programmer’s Guide, Sun Microsystems

25. JXTA - Couche JXTA Core • IDs • Identifiant unique pour • Peer, peer groups, pipes et autres ressources de JXTA • Exemple d’id pour un peer urn:jxta:uuid59616261646162614A78746150325033F3BC76FF13C2414BC0AB663666DA53903

26. JXTA - Couche JXTA Core • Advertisements • Annonce pour représenter des • Peer, peer groups, pipes et services • Indépendant du langage de programmation • Structure en XML • Protocoles utilisent les annonces • Décrire, publier l’existence de ressources d’un peer • Peer utilisent les annonces • Se connecter et interagir avec un services

27. JXTA - Couche JXTA Core • Exemple d’une annonce pour un pipe <?xml version="1.0"?> <!DOCTYPE jxta:PipeAdvertisement> <jxta:PipeAdvertisement xmlns:jxta="http://jxta.org"> <Id> urn:jxta:uuid- 59616261646162614E504720503250338E3E7862 29EA460DADC1A176B69B731504 </Id> <Type>JxtaUnicast</Type> <Name>TestPipe.end1</Name> </jxta:PipeAdvertisement>

28. JXTA - Couche JXTA Core • Sécurité • 5 requis de base • Confidentialité • Seulement une personne autorisé peut lire le message • Authentification • L’expéditeur est celui qu’il prétend être • Autorisation • L’expéditeur est autorisé à envoyer un message • Intégrité • Pas de changement du message durant le transfert • Réfutation • Le message a été envoyé par un expéditeur identifié • N’est pas une copie d’une réponse transféré précédemment

29. JXTA - Architecture Source : Projext JXTA v2.0 : Java Programmer’s Guide, Sun Microsystems

30. JXTA – Couche JXTA Services • Étend les capacités de la couche JXTA Core • Facilite le développement d’applications • Mécanismes pour : • Recherche • Indexation • Partage de fichier • Authentification • Infrastructure à clé publique

31. JXTA - Architecture Source : Projext JXTA v2.0 : Java Programmer’s Guide, Sun Microsystems

32. JXTA – Couche JXTA Applications • Applications utilisant les couches JXTA services et JXTA Core • Applications possibles : • Instant messaging • Mail • Partage de document • Partage de ressource

33. JXTA – Protocoles • Trouver un peer • Communication • Surveillance • Indépendants • de l’architecture du réseaux • du moyen transport Source : JXTA, Brendon Wilson

34. JXTA – Peer Discovery Protocol • Trouver des annonces de peers, peer groups, services et pipes • 2 messages : • Discovery Query Message • Discovery Response Message

35. JXTA – Peer Discovery Protocol • Exemple : Discovery Query Message <?xml version="1.0" encoding=“UTF-8 “ ?> <jxta:DiscoveryQuery> <Type>. . .</Type> <Treshold>. . .</Treshold> <PeerAdv>. . .</PeerAdv> <Attr>. . .</Attr> <Value>. . .</Value> </jxta:DiscoveryQuery> Type=(0|1|2)(annonce pour 0:peer,1:peer group,2:other type) Treshold? (nbr max. d’annonce à retourner par le peer répondant) PeerAdv? (Annonce pour identifier un peer de manière unique) (Attr and Value)? (Critère qu’une annonce doit remplir avant d’être retourné au demandeur) Type=0 & Threshold=0 (=> recevoir toutes les réponses possibles)

36. JXTA – Peer Discovery Protocol • Exemple : Discovery Response Message <?xml version="1.0" encoding=“UTF-8 “ ?> <jxta:DiscoveryQuery> <Type> . . .</Type> <Count> . . .</Count> <PeerAdv> . . .</PeerAdv> <Attr> . . .</Attr> <Value> . . .</Value> <Response Expiration="expiration time"> . . . </Response> </jxta:DiscoveryQuery> Type (le même type que dans le query) Count? (nbr élement response dans le message) PeerAdv? (Annonce pour identifier le peer de manière unique) (Attr and Value)? (Critère) Response? (contient des annonces avec les critères)

37. JXTA – Peer Resolver Protocol • Envoyer une requête de recherche • 2 messages : • Resolver Query Message • Resolver Response Message

38. JXTA – Rendezvous Protocol • Envoyer des messages dans des peer groups • 3 messages: • Lease Request Message • Lease Granted Message • Lease Cancel Message

39. JXTA – Peer Information Protocol • Demander des informations sur capacité et statut d’un peer • 2 messages : • Peer Info Query Message • Peer Info Response Message

40. JXTA – Pipe Binding Protocol • Lié un pipe à point terminal(endpoint) • 2 messages : • Pipe Binding Query Message • Pipe Binding Answer Message

41. JXTA – Endpoint Routing Protocol • Trouver un chemin de communication • 3 messages : • Route Query Message • Route Response Message • Endpoint Router Message

42. Projet JXTA – Exemple • Un réseau physique et son réseaux virtuel Source : Projext JXTA v2.0 : Java Programmer’s Guide, Sun Microsystems

43. Documentations et Références • Brendon Wilson, « JXTA »,2000 • Notions P2P, Explications sur les éléments de JXTA, l’architecture et les protocoles • Livre en pdf sur le site • www.brendonwilson.com/projects/jxta/ • Sun Microsystems, « Project JXTA v2.0 Java Programmer’s Guide »,May 2003 • Explications sur les éléments de JXTA, l’architecture et les protocoles • www.jxta.org/docs/JxtaProgGuid_v2.pdf

44. Documentations et Références • Site officiel de JXTA • www.jxta.org • Beaucoup de documentations sur JXTA • JXTA Technology: Creating Connected Communities, Sun Microsystems, 2004 • www.jxta.org • Introduction dans JXTA • Sites de Gnutella • www.gnutella.com • Site officiel • http://rfc-gnutella.sourceforge.net/ • Spécifications du protocole en version 0.4 et 0.6

45. Démonstration

46. Vos Questions ?