Reti - UniTrento

Reti(già “Reti diCalcolatori”)

Applicazioni P2P

RenatoLoCigno

http://disi.unitn.it/locigno/index.php/teaching-duties/computer-networks

ComputerNetworking:ATopDownApproach,

6thedition.JimKurose, KeithRoss

Addison-Wesley

A note on the use of these slides:These slides are an adaptation from the freely available version provided by the book authors to all (faculty, students, readers). The originals are in PowerPoint and English.

Adaptation is by Renato Lo Cigno, and Fabrizio Granelli

All material copyright 1996-2016J.F Kurose and K.W. Ross, All Rights Reserved

Livello diapplicazione

Reti- [email protected] Livelloapplicativo:P2PeCloud 2

Livello applicativo

r 2.6ApplicazioniP2P

r 2.7Cloudcomputing


ArchitetturaP2Ppura

❏ nonc’èunserversempreattivo❏ coppiearbitrariedihost (peer)

comunicanodirettamentetraloro❏ ipeer nondevono

necessariamenteesseresempreattivi,ecambianoindirizzoIP

❏ Treargomentichiave:❏ Distribuzionedifile❏ Ricercainformazioni❏ Casodistudio:Skype

peer to peer


Distribuzione di file:confronto tra Server-Client e P2P

Domanda :QuantotempocivuoleperdistribuirefiledaunserveraN host?

us

u2d1 d2u1

uN

dN

Server

Rete (capacità “infinita”)

File,dim.F

us: capacità diuploaddelcollegamentodiaccessodelserver

ui: capacità diuploaddelcollegamentodiaccessodell’i-esimohost

di: capacità didownloaddelcollegamentodiaccessodell’i-esimohost


Client - Server

us

u2d1 d2u1

uN

dN

Server

Rete (con abbondante ampiezza di banda)

F

r IlserverinviainsequenzaN copie:v Tempo=N (F/us)

r IlclientiimpiegailtempoF/diperscaricare

aumentalinearmenteconN

=dcs =max {NF/us ,F/min(di) }i

TempoperdistribuireFaN clientusando

l’approccioclient/server


P2P

us

u2d1 d2u1

uN

dN

Server

Rete (con abbondante ampiezza di banda))

F

❒ ilserverdeveinviareunacopianeltempoF/us

❒ ilclientiimpiegailtempoF/diperildownload

❒ DevonoesserescaricatiNFbit❒ Ilpiùvelocetassodiuploadè:

us +Σui

dP2P =max {F/us,F/mini (di),NF/(us +Σui) }


0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

0 5 10 15 20 25 30 35

N

Min

imum

Dis

tribu

tion

Tim

e P2PClient-Server

Confronto client-server e P2P

Capacità uploaddelclient=u,F/u=1ora,us =10u,dmin ≥us

Tem

po di distribuzione minim

o


BitTorrent

tracker: tienetracciadeipeerchepartecipano

torrent: gruppodipeerchesiscambianopartidiunfile

Ottienelalistadeipeer

Scambidellepartidelfile

peer

r DistribuzionedifileP2P


BitTorrent (1)

r Ilfilevienedivisoinparti(chunk)da256Kbr Quandounpeer entraafarpartedeltorrent:

v siregistrapressoiltracker peraverelalistadeipeer,esicollegaadunsottoinsiemedipeer vicini(“neighbors”)

v nonpossiedenessunapartedelfile,maleaccumulacolpassaredeltempo

r Mentreeffettuaildownload,ilpeer caricalesuepartisualtripeer

r Ipeer possonoentrareeuscireapiacimentodaltorrentr Unavoltaottenutol’interofile,ilpeer puòlasciareiltorrent

(egoisticamente)o(altruisticamente)rimanerecollegato


BitTorrent (2)

r Inundatoistante,peerdiversihannodifferentisottoinsiemidelfile

r periodicamente,unpeer(Alice)chiedeaciascunvicinolalistadeichunk chepossiede

r Aliceinvialerichiesteperlesuepartimancanti:v Adottalatecnicadelrarest first

r Aliceinvialesuepartiaquattrovicini,quellicheattualmentelestannoinviandoiproprichunkallafrequenzapiùaltav i4favoritivengonorivalutatiogni10secondi

r ogni30secondiselezionacasualmenteunaltropeer,einiziaainviarglichunkv Ilpeer appenasceltopuòentrareafarpartedeitop4

v Apartei“top4” eil“nuovoentrato”,glialtripeer sono“soffocati”,cioènonricevononulla


BitTorrent:occhioperocchio(tit-for-tat)

(1)AlicecasualmentesceglieRoberto(2)AlicediventaunodeiquattrofornitoripreferitidiRoberto;Robertoricambia(3)RobertodiventaunodeiquattrofornitoripreferitidiAlice

Con un’elevata frequenza di upload, è possibile trovare i partner migliori e ottenere il file più velocemente!


P2P: ricerca di informazioni

Filesharing (es.e-mule)r L’indicetienetraccia

dinamicamentedellaposizionedeifilecheipeercondividono.

r Ipeer comunicanoall’indiceciòchepossiedono.

r Ipeer consultanol’indiceperdeterminaredovetrovareifile

Messaggisticaistantanear L’indicecreala

corrispondenzatrautentieposizione.

r Quandol’utentelancial’applicazione,informal’indicedellasuaposizione

r Ipeer consultanol’indiceperdeterminarel’indirizzoIPdell’utente.

IndiceneisistemiP2P:corrispondenzatraleinformazionielaloroposizioneneglihost


P2P: directory centralizzata

Progettooriginaledi“Napster”1) quandoilpeer

sicollega,informailservercentrale:v indirizzoIPv contenuto

2)Alicecercalacanzone“Hey Jude”

3)AlicerichiedeilfileaRoberto

Serverdidirectory

centralizzato

peer

Alice

Roberto

1

1

1

12

3

Reti - [email protected] - Livello applicativo:P2PeCloud 14

problemi con la directory centralizzata

r Unicopuntodiguastor Collodibottigliaperleprestazionir Violazionedeldirittod’autore

r Noncambia,machiospitaladirectoryè faciledacolpiree...tradisce gli altri

Iltrasferimentodeifileèdistribuito,mailprocesso

dilocalizzazioneèfortementecentralizzato


Query flooding

r Completamentedistribuitov nessunservercentrale

r ProtocollodipubblicodominiousatodaGnutella

r Ciascunpeer indicizzaifilecherendedisponibiliperlacondivisione(enessunaltro)

Retedicopertura:grafor Arcotraipeer XeYsec’èuna

connessioneTCPr Tuttiipeer attiviegliarchi

formanolaretedicoperturar Unarcoèuncollegamento

virtualeenon fisicor Undatopeer saràsolitamente

connessoconmenodi10peervicininellaretedicopertura


Query flooding

Query

Successo

Query

Successo

Trasferimento file:HTTP

r IlmessaggiodirichiestaètrasmessosulleconnessioniTCPesistentir Ilpeer inoltrailmessaggiodirichiesta

r Ilmessaggiodisuccessoètrasmessosulpercorsoinverso

Floodingè moltocarointerminidioverheadSoluzione:DHT


Ricerca gerarchica

r Lacoperturagerarchicacombinalemiglioricaratteristichediindicecentalizzato equery flooding

r Ognipeer èunleaderdigruppooèassegnatoaunleaderdigruppov ConnessioneTCPtrapeer eilsuoleaderdigruppo

v ConnessioniTCPtraqualchecoppiadileaderdigruppo

r Illeaderdigruppotienetracciadelcontenutodituttiisuoifigli.

PeerordinarioPeerleaderdigruppoRelazionidiadiacenzanellaretedicopertura

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Skype

r intrinsecamenteP2P:coppiediutenticomunicanotraloro

r Protocolloproprietario(dedottomediantereverseengineering)

r Coperturagerarchicaconisupernodi

r L’indicecreacorrispondenzatranomiutenteeindirizziIP

r Autenticazioneegestionedegliaccountcentralizzata

Skype client (SC)

Supernodo (SN)

Skype login server


Peererelay

r SiponeunproblemaquandosiaAlicecheRobertohannoNAT.v NATevitacheunhost aldifuori

dellaretedomesticacreiunaconnessioneconunhost all’internodiquesta

r Soluzionev Usandoilsupernodo diAlicee

Roberto,sisceglieunrelayv Ciascunpeer inizialasessionecon

ilrelay.v Ipeer oracomunicanoconNAT

attraversoilrelay


Livello applicativo

r 2.6CondivisionedifileP2P

r 2.7Cloudcomputing


Cloud

❏ Virtualizzazionedell’infrastruttura❏ Ilfornitorediservizi“compra”l’infrastrutturavirtualedalfornitore

della“cloud”anziché gestire l’hardware inproprio❏ Ilfornitorecloud esponedelleinterfacceperelencaree

gestirelapropriaoffertadipiattaformavirtuale❏ Ilfornitorediserviziutilizzataliinterfacceperselezionareilservizio

richiesto(ades.unservervirtualecompletooppuresolostorage)eper amministrarlo(configurazione,attivazione,disattivazione)

❏ Ilclientefinaleutilizzailservizioconfiguratodalfornitorediservizio


Cloud

Fornitore diservizi

Fornitore diCloud

Cliente finale


Cloudcomputing

r Lecaratteristichefisichedell'implementazione(serverreale,localizzazionedeldatacenter)sonoirrilevanti(quasi)

r Criticità:r Sicurezzaeprivacyr Problemiinternazionalidinaturaeconomicaepoliticar Continuitàdelserviziooffertor Difficoltàdimigrazionedeidati


Video delivery - YouTube

• YouTubeservepiù di100milioni divideoalgiornoComefa?

• Ogni videoè ospitato su diunmini-clusterà qualsiasi videoègestito dapiù diunamacchina (più velocità,backuponline)

• Utilizzano il serverlighttpd[*]peri video(più veloce escalabile dialtri servercomeApacheoTomCat)su TCP...quindi affidabile,manonreal-time

[*]http://www.lighttpd.net/ ...forse oforse no,odipende dalmomento,maè deltutto irrilevanteessendo undettaglio diimplementazionedelservizio


Video delivery - YouTube

• Icontenuti più popolari vengono spostati sulla ContentDeliveryNetwork(CDN):– Replicadei contenuti indifferenti posizioni inmodo da“avvicinarle” agli utenti (meno hop,retemeno congestionata)

• Icontenutimeno popolari (<1-20views/day)restano suiserverYouTube


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