Les R

1
Les Réseaux  peer to peer 
2
Plan

1. Le peer to peer
2. Définition
3. Historique
4. Applications
5. Les différentes architectures
6. Comparatif (avantages / inconvénients)
7. Le protocole Gnutella
8. Le projet JXTA

3
Le peer to peer Définition

• Peer to peer en français  dégal à égal  ou
   pair à pair  
• Système d'échange direct de ressources entre
  machines connectées en réseau
• Se distingue fondamentalement de larchitecture
  client / serveur

4
Le peer to peer Historique

• Historique
• Années 60 à lorigine Internet était axé sur l
  échange dinformations entre universités
  (Arpanet)
• 1999 Napster (S.Fanning), architecture
  centralisée qui compte plus de 25.000.000
  dusagers en 2000
• 2000 Gnutella (AOL Nullsoft), architecture
  décentralisée
• 2001 Kazaa (Zennstrom Fiis) , projet JXTA
  (Sun), architecture centralisée-décentralisée

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Le peer to peer Applications

• Calcul distribué
• Ex projet SETI
• Échange de fichiers
• Ex Napster, Gnutella, Kazaa,
• Stockage distribué, plate-forme de développement
  et groupes de collaboration
• Ex JXTA

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Le peer to peer Architectures

• Architecture centralisée
• Mise en relation à partir du serveur
• Puis liaison directe entre les clients

• Architecture client / serveur
• Ce nest PAS un réseau peer to peer
• Ici tout passe par le serveur
• Aucune liaison directe entre les clients

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Le peer to peer Architectures

• Architecture décentralisée
• Égalité entre tous les utilisateurs
• Liaisons établies de proche en proche
• Requêtes transférées et relayées
• Fichiers transférés directement du demandeur au
  donneur
• Réseau en perpétuelle mutation

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Le peer to peer Architectures

• Architecture centralisée-décentralisée
  (utilisation d  ultra-peers )
• Pratiquement le même schéma que larchitecture
  décentralisée
• Permet de palier au problème de la bande passante

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Le peer to peer Comparatif

• P2P centralisé
• Avantage
• Efficacité des recherches, facilité d'utilisation
• Inconvénients
• Complètement tributaire du serveur central
• Aucun anonymat n'est garanti
• Possibilité pour le serveur central de créer des
  fichiers clients et des profils dutilisateurs
  pour les revendre à des compagnies spécialisées

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Le peer to peer Comparatif

• P2P décentralisé
• Avantages
• Grande souplesse, grande robustesse
• Anonymat (relatif) assuré car il n'y a pas de
  serveur qui stocke des données sur les
  utilisateurs
• Inconvénients
• Problèmes au niveau de la bande passante
• Anonymat gt risques de piratage et déchange de
  données illégales

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Le peer to peer Comparatif

• P2P centralisé-décentralisé
• Avantages
• Les mêmes quen décentralisé
• Plus de bande passante
• Inconvénients
• Choix difficile des ultra-peers
• Compliqué à mettre en place

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Plan

1. Le peer to peer
2. Le protocole Gnutella
3. Introduction
4. Description
5. Inconvénients
6. Nouvelle version
7. Le projet JXTA

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Le protocole Gnutella Introduction

• Développé en 2000 par NullSoft (J.Frankel
  T.Pepper) qui fut ensuite racheté par
  AOL-Time-Warner
• Dédié avant tout au partage de fichiers
• Chaque utilisateur joue à la fois le rôle de
  client et de serveur on les appelle les
  servants

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Le protocole Gnutella Description

• Ce protocole fonctionne au moyen de 5
  descripteurs principaux
• Ping
• Pong
• Query
• QueryHit
• Push
• Ces descripteurs permettent la transmission
• Des infos entre les servants (nœuds) du réseau
• Des règles qui régissent l'échange de ces
  descripteurs

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Le protocole Gnutella Description

• EN-TETE des descripteurs
• Descriptor ID identifie le descripteur de façon
  unique
• Payload Descriptor
• 0x00 Ping 0x40 Query 0x81 Push
• 0x01 Pong 0x80 QueryHit
• TTL  time to live  indique le nombre de sauts
  que peut encore effectuer le descripteur entre
  servants Gnutella avant sa destruction
• Hops nombre de sauts déjà accomplis
• Payload Length indique la longueur du
  descripteur suivant immédiatement l'en-tête

DescriptorID Payload Descriptor TTL Hops Payload length
0 16 17 18 19 22
16
Le protocole Gnutella Description

• Descripteur PING
• N'a pas de Payload associé
• Ne contient qu un en-tête dans lequel Payload
  Lenght vaut 0x00000000 et Payload Descriptor vaut
  0x00
• Permet de sonder le réseau à la recherche
  d'autres servants
• Chacun des servants qui reçoit un Ping répond
  avec un Pong

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Le protocole Gnutella Description

• Descripteur PONG
• Port numéro de port sur lequel le servent
  atteint peut accepter les connexions incidentes.
• IP Adress adresse IP du servent atteint.
• Nb of files shared, Nb of kB shared nombre de
  fichiers et nombre d'octets de données partagés
  par le servant défini par le port et l'adresse IP
  précédents.
• N.B à un Ping reçu, plusieurs Pongs peuvent
  être renvoyés. Cela permet à un servant de
  renvoyer des infos le concernant personnellement,
  mais aussi des infos qu'il gardait en mémoire
  cache sur d'autres servants.

Port IP adress Nb of files shared Nb of kB shared
0 2 6 10 13
18
Le protocole Gnutella Description

• Descripteur QUERY
• Minimum speed vitesse minimale (en ko/s) des
  servants qui doivent répondre à ce message. Les
  servants plus lents que ce seuil ne sont pas
  censés répondre
• Search Criteria
• Cette chaîne contient des critères de recherche,
  tels que des noms de fichier, ou des types de
  fichiers (MP3, jpeg,...) et se termine par 0x00
• Sa longueur n'est limitée que par le Payload
  length de l'en-tête

Minimum speed Search Criteria
0 2
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Le protocole Gnutella Description

• Descripteur QueryHit
• Nb of hits Nb de "coups au but" dans le Result
  Set
• Port Le numéro de port sur lequel le servant
  atteint peut accepter les connexions incidentes
• IP Adress Adresse IP du servant atteint
• Speed Vitesse du servant atteint

Nb of hits Port IP Adress Speed Result Set Servant ID
0 1 3 7 11 n n16
20
Le protocole Gnutella Description

• Descripteur QueryHit
• Result Set
• File Index nombre attribué par le servant
  répondant, destiné à identifier de façon unique
  le fichier correspondant à la requête.
• File Size Taille en ko du fichier référencé par
  File Index.
• File Name Nom du fichier référencé par File
  Index, se termine nécéssairement par 0x0000. Sa
  taille est limitée par le champ Payload Lenght de
  l'en-tête.

Nb of hits Port IP Adress Speed Result Set Servant ID
0 1 3 7 11 n n16
File Index File Size File Name
0 4 8
21
Le protocole Gnutella Description

• Descripteur QueryHit
• Servant ID Chaîne de 16 octets qui identifie le
  servant répondant à la requête.
• Un QueryHit n'est envoyé que si le servant
  possède des fichiers correspondants aux critères
  de recherche d'un Query
• Le champ Descritpor ID dans l'en-tête du QueryHit
  doit contenir la même valeur que le champ
  Descritpor ID de l'en-tête du Query

Nb of hits Port IP Adress Speed Result Set Servant ID
0 1 3 7 11 n n16
22
Le protocole Gnutella Description

• Descripteur PUSH
• Servant ID Chaîne de 16 octets qui identifie le
  servant à qui l'on demande de "pousser" le
  fichier référencé par File Index.
• File Index Cet index détermine le fichier qui
  doit être "poussé" à partir du servent cible.
• IP Adress Adresse IP du servant vers lequel le
  fichier référencé par File Index doit être
  "poussé".
• Port Port vers lequel le fichier référencé par
  File Index doit être "poussé".

Servant ID File Index IP adress Port
0 16 20 24 25
23
Le protocole Gnutella Description

• Descripteur PUSH
• Utilité
• Palier au problème des FireWalls
• Lorsquon est derrière un firewall, au lieu
  dinitier soit même la connexion, le servant qui
  possède le fichier linitialise en  poussant 
  le fichier

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Le protocole Gnutella Description

• Routage des descripteurs
• Les Pongs (resp. QueryHit, Push) empruntent le
  même chemin que les Pings (resp. Query ) auxquels
  ils répondent
• Un servant recevant un Ping (ou Query) le
  transmettra à tous ses voisins immédiats, sauf
  celui d'où provient le descripteur
• Chaque servant, à la réception d'un descripteur,
  décrémente son TTL et incrémente son Hops
• TTL 0 gt le descripteur n'est plus transmis
• Non transmission des descripteurs ayant le même
  payload et DescriptorID quun autre reçu
  précédemment

25
Le protocole Gnutella Description

• A se connecte
• A envoie un Ping à B et C
• B et C répondent avec un Pong
• Un Query est lancé par A
• Le Query est relayé jusqu'à un servent possédant
  les fichiers demandés
• Celui-ci renvoie un QueryHit contenant la liste
  des fichiers vérifiant les critères de recherche
• Le téléchargement se fait via HTTP

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Le protocole Gnutella Inconvénients

• Réseau inondé de Pings
• si la connectivité moyenne d'un servant est de n,
  on obtient nTTL Pings sur le réseau !
• Beaucoup dutilisateurs ont une connexion lente
  (modem 56K)
• Problème du descripteur Push
• un servant ne sait pas s'il se trouve derrière un
  Firewall ou encore que le servant qu'il essaye de
  joindre se trouve derrière un Firewall
• Immense gâchis de bande passante

27
Le protocole Gnutella Nouvelle version

• Concept des ultrapeers
• Hierarchie des nœuds
• Choix des ultrapeers basé sur les capacités de
  calcul et de bande passante

28
Le protocole Gnutella Nouvelle version

• Lultrapeer envoie périodiquement des "indexing
  queries" à ses fils qui répondent en envoyant
  chacun leur liste de fichiers partagés
• Lultrapeer ne fait suivre les Query quaux
  clients qui ont une entrée correspondante.
• Concept compatible avec les clients anciens qui
  sont vus comme des ultrapeers sans fils.

29
Le protocole Gnutella Nouvelle version

• Choix des ultrapeers
• Lordinateur ne doit pas être situé derrière un
  firewall et doit avoir un système dexploitation
  relativement récent.
• Doit avoir une bande passante et un processeur de
  bonne qualité.
• Doit être sur le réseau depuis assez longtemps.

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Le protocole Gnutella Problème

• Beaucoup de  pillards 
• Répartition des fichiers inégales

31
Le protocole Gnutella Solution

• Réplication des données
• Réplication après téléchargement
• Réplication  sur le chemin 
• Réplication au hasard
• Evite une concentration des fichiers
• Difficile à mettre en place

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Quelques clients Gnutella

• LimeWire
• Shareazaa
• BearShare
• Gnucleus
• Morpheus
• Ares

33
Exemple de client Gnutella FreeWire
34
Plan

1. Le peer to peer
2. Le protocole Gnutella
3. Le projet JXTA
4. Introduction
5. Larchitecture
6. Les concepts
7. Les protocoles
8. Conclusion

35
JXTA Introduction

• Pourquoi un tel projet ?
• De plus en plus dinternautes
• Un engouement pour le p2p
• Les mêmes problèmes rencontrés par les
  développeurs
• Les objectifs
• Interopérabilité facilité de localisation et de
  communication quels que soient les systèmes
• Indépendance envers les plates-formes langages
  (C, Java), systèmes (Windows, Unix) et réseau
  (TCP/IP, Bluetooth)
• Ubiquité tout type de support (PDA, routeurs,
  ordinateurs)

36
JXTA Architecture

• La structure possède 3 couches
• Le noyau JXTA Core
• La couche des services JXTA Services
• La couche des applications JXTA Applications

37
JXTA Architecture

• JXTA Core
• Encapsule le minimum pour avoir un réseau p2p
• Les applications communiquent à travers ce noyau
• JXTA Services
• Propose différents services optionnels
• Recherche, partage de fichier, authentification
• JXTA Applications
• Couche la plus haute
• Instant messaging, e-mail, etc

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JXTA Concepts

• Pipes
• Tubes de communication unidirectionnels pour
  envoyer et recevoir des messages
• Ils supportent tout type dobjets
• Deux types de connexions
• Connexion point-à-point
• Connexion par propagation
• Annonces
• Messages XML qui nomment, décriventt et publient
  lexistence dune ressource
• Durée de vie limitée

39
JXTA Concepts

• Peer pipes

40
JXTA Concepts

• Peer
• Entité qui peut communiquer à travers les
  protocoles JXTA.
• Fournissent une interface pour des connections
  point-à-point
• Recherchent des autres pairs pour former des
  relations passagères ou durables appelées  peer
  groups 
• Peer Groups
• Collection de peers coopérant et fournissant un
  ensemble de services communs
• Un peer peut appartenir à plusieurs groupes
• Le groupe par défaut est le  Net Peer Group 

41
JXTA Protocoles

• JXTA définit une série de messages XML pour la
  communication entre peers
• Utilisés pour découvrir dautres peers, annoncer
  et trouver des ressources pour la communication
  et le routage
• Ils sont basés sur le principe question/réponse

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JXTA Protocoles

• Des protocoles aux nombres de six
• Peer Discovery Protocol trouver les annonces
  sur dautres peers et rechercher des ressources
  (Peers, Peers group, pipe, services)
• Peer Resolver Protocol envoyer et recevoir des
  requêtes génériques ciblées
• Peer Information Protocol prendre connaissance
  du statut dun autre peer
• Peer MemberShip Protocol obtenir les
  autorisations pour accéder à un groupe
• Peer Binding Protocol établir un Pipe entre 2
  ou plusieurs peers
• Peer Endpoint Protocol demander à un routeur
  les accès disponibles pour envoyer un message à
  un peer cible

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JXTA Conclusion

• Une technologie encore jeune
• De nombreuses applications en cours de
  développement
• Un futur standard ?

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Références

• http//www.zdnet.fr
• http//solutions.journaldunet.com
• http//www.openp2p.com
• http//www-lor.int-evry.fr
• The OReilly Peer-to-Peer and Web services
  Conference, Washington DC Sept.18-21, 2001
• http//conferences.oreilly.com/p2p
• http//www.jxta.org
• http//www.gnutella.org