FdI 2014/2015 GMDN 2015 1

Peer-to-peer

● Sistemi di comunicazione● Reti di calcolatori● Modelli di comunicazione● Reti P2P

FdI 2014/2015 GMDN 2015 2

Sistemi di comunicazione

● La comunicazione è il processo attraverso il quale due soggetti si scambiano informazione sotto forma di messaggi:– Sorgente (dell’informazione)– Trasmettitore (dispositivo)– Canale di trasmissione– Ricevitore– Destinatario

FdI 2014/2015 GMDN 2015 3

Comunicazione tra due soggetti

FdI 2014/2015 GMDN 2015 4

Comunicazione● Il canale di trasmissione è soggetto a disturbi di vario

genere– ad esempio, il rumore presente nel mezzo di comunicazione

● L’effetto del rumore è quello di interferire con il messaggio originale. Al ricevitore arriveranno messaggi “distorti”.

● Il problema fondamentale della trasmissione è quello di ricostruire correttamente il segnale inviato a partire dal segnale ricevuto.

FdI 2014/2015 GMDN 2015 5

Canale di trasmissione● Senza un canale la trasmissione dei segnali non è possibile

FdI 2014/2015 GMDN 2015 6

Protocolli di comunicazione● Perchè la comunicazione si realizzi, occorre che i diversi

dispositivi condividano le regole per interpretare i segnali inviati.

FdI 2014/2015 GMDN 2015 7

Protocolli di comunicazione

FdI 2014/2015 GMDN 2015 8

Reti di calcolatori● Perchè utilizzare reti di calcolatori?

– Condivisione di risorse sia software che hardware– Miglioramento dell’affidabilità del sistema– Comunicazione tra utenti in forma sincrona e asincrona– Pubblicazione di risorse informative

● Quali sono dei possibili parametri per caratterizzare le reti di calcolatori– Tipologia di connessione– L’estensione della rete

FdI 2014/2015 GMDN 2015 9

Modello Client-Server

FdI 2014/2015 GMDN 2015 10

Modello Client-Server● Vantaggi

– la “centralizzazione” permette la localizzazione dei file rapidamente ed efficaciemente. – Dal momento che il server mantiene aggiornato l'indice delle risorse condivise dai

client, i file che gli utenti trovano attraverso le loro ricerche sono immediatamente pronti per essere scaricati. Nonostante un'architettura centralizzata sia efficiente.

● Svantaggi– Il sistema ha un singolo punto di ingresso.

● Modello gerarchico poiché– C'è “un” fornitore di servizi– e “molti” soggetti che richiedono un servizio

FdI 2014/2015 GMDN 2015 11

Modello peer-to-peer (P2P)● Una rete P2P è una architettura di rete decentralizzata e

distribuita in cui ogni nodo (peer) funge allo stesso tempo da fornitore e consumatore di una risorsa o di un servizio.

● Queste risorse e questi servizi comprendono scambio di informazioni, cicli di computazione, spazio su disco per i file.

● Una rete peer to peer sfrutta la potenza di calcolo dei client connessi ad essa mettendo a disposizione potenza di calcolo, spazio e banda di rete senza la necessità di un server centralizzato.

FdI 2014/2015 GMDN 2015 13

Modello P2P● Grazie al modello P2P, i computer possono comunicare e condividere i file

e altre risorse, senza di passare attraverso un server centralizzato.● Ciascun computer (peer, o nodo) e' responsabile del passaggio dei dati

alle altre macchine.● In una architettura peer to peer i computer che sono stati tradizionalmente

usati solo come client comunicano tra di loro e possono agire sia da client che da server, assumendo un ruolo che e' molto efficiente per la rete. Questo riduce notevolmente il carico sui server.

● Modello non gerarchico– Tutti i partecipanti alla rete p2p sono alla “pari”.– Tutti forniscono un servizio– Tutti richiedono un servizio

FdI 2014/2015 GMDN 2015 14

Vantaggi e svantaggi● Non è necessario acquistare un server con potenzialità elevate

– ogni computer deve avere i requisiti per sostenere l'utente in locale e in rete;

● Ogni utente condivide localmente le proprie risorse ed è amministratore dei propri dati che vengono condivisi– “indipendenza”?– “responsabilità”?

● La velocità media di trasmissione dei dati può essere più elevata di una classica rete con sistema Client-ServerServer

● l'informazione richiesta da un Client può essere reperita da numerosi Client connessi nella rete p2p, anziché da un unico server

FdI 2014/2015 GMDN 2015 15

Funzioni● Attraverso un client gli utenti si connettono alla rete P2P.● Dopo la connessione, ha inizio la comunicazione tra i nodi che

avviene tramite uno scambio di messaggi. I messaggi servono a: – segnalare la propria presenza sulla rete – chiedere una o piu' risorse – servire la richiesta di una o piu' risorse – trasferire le risorse

● Problemi legati alla ricerca dei dati su una rete P2P– A chi chiedo i dati che mi occorrono?

FdI 2014/2015 GMDN 2015 16

Topologia● La topologia della rete, che definisce come i nodi sono connessi tra di loro.

– Adottando una topologia più centralizzata (client-server) si incrementa l'efficienza della rete, ma si restringe l'autonomia dei nodi.

● La distribuzione delle risorse, che definisce come i dati sono distribuiti nella rete di utenti.– Ciascun nodo mantiene i propri dati.– Alcuni nodi mantengono la maggior parte dei dati (super-peer)

● La gestione dei messaggi, che definisce come i messaggi sono propagati attraverso la rete.– Quando un nodo effettua una richiesta, il messaggio di richiesta viene spedito ad un certo numero di

nodi "vicini" (corrispondente al numero di nodi con il quale e' connesso).– Quando e come i messaggi sono spediti dipende dal protocollo di routing. Spesso il protocollo di

routing trae vantaggio a seconda della topologia di rete e dalla distribuzione delle risorse per ridurre il numero di messaggi spediti.

FdI 2014/2015 GMDN 2015 17

Connessioni● Un'aspetto fondamentale in una rete peer to peer per comprendere

come avviene la ricerca di una risorsa e' quello di distinguere le diverse connessioni che si stabiliscono tra i nodi della rete.

● Esistono due diverse connessioni tra i nodi: – Le connessioni strutturali definiscono gli archi che collegano i nodi di una

rete. Queste connessioni servono al routing dei messaggi, cioe' a stabilire quale percorso devono seguire i messaggi.

– Le connessioni dirette servono invece a connettere due nodi per il tempo necessario al trasferimento della risorsa. In genere vengono gestite al di fuori della rete. I messaggi spediti contengono l'indirizzo IP del nodo mittente e la risorsa richiesta dal nodo destinatario.

● A seconda della connessione che si stabilisce tra i nodi vengono spediti e ricevuti diversi messaggi.

FdI 2014/2015 GMDN 2015 18

Storia del P2P (File Sharing)

● Napster● Gnutella● KaZaa● BitTorrent

FdI 2014/2015 GMDN 2015 19

Napster● Napster (1999) è stata la prima e originale applicazione che

pubblicizzato il concetto di p2p a milioni di persone.● Il modello Napster è stato un modello molto semplice e molto

funzionale. Napster (la società) ospitava un server centrale che indicizzava tutti i file che ogni utente ha avuto in Napster.

● Quando si voleva trovare un determinato file, si doveva semplicemente fare “Napster search”.

● Il processo di ricerca semplicemente chiedeva al server centrale: “Qualcuno ha questo file?“. Il server centrale esaminava il suo elenco di file conosciuti e forniva la posizione internet degli altri utenti che avevano il file.

FdI 2014/2015 GMDN 2015 20

Gnutella● Gnutella (2000) è stata la secondo grande rete apparsa nel mondo p2p. ● Dopo la scomparsa di Napster, i creatori di Gnutella hanno voluto creare

una rete decentralizzata che non potesse essere spenta semplicemente disattivando un server. Nel senso più elementare, Gnutella ha lavorato collegando gli utenti ad altri utenti direttamente (senza l’utilizzo di qualsiasi server centrale).

● Al fine di cercare un file, era come chiedere a tutti gli utenti collegati “avete questo file?“. Che a loro volta facevano passare il messaggio a tutte le persone che a loro erano connesse. In fondo, è stato un grandissimo sistema di “passaparola“.

● Il vantaggio principale di questa rete è stato che non poteva essere facilmente chiusa. Gli svantaggi sono stati molti, tra cui le lentissime ricerche e le isole di sotto-reti (utenti cioè non collegati gli uni agli altri).

FdI 2014/2015 GMDN 2015 21

KaZaa● La rete FastTrack è stata forse la rete più famosa di

questa generazione. KaZaA (Grokster e Morpheus) sono i nomi dei vari client che si connettevano alla rete FastTrack. Nasce nel marzo 2001 (Napster chiude nel luglio 2001).

● La rete FastTrack aggiunse una serie di miglioramenti per le reti P2P, tra cui supernodi. Questi miglioramenti hanno contribuito alla velocità sia delle ricerche che a quelle del download.

FdI 2014/2015 GMDN 2015 22

BitTorrent

● Luglio 2001● http://www.slideshare.net/mozybackup/mozy-bittorrent-copy

FdI 2014/2015 GMDN 2015 23

A livello legale?● Prima del 1992

– la condotta di duplicazione ai fini di lucro dei predetti programmi non era prevista dalla legge come reato

● Legge n. 518 del 1992 - che ha disciplinato in sede penale la tutela dei programmi per elaboratore elettronico:– “Chiunque abusivamente duplica a fini di lucro, programmi per elaboratore o, ai

medesimi fini e sapendo o avendo motivo di sapere che si tratta di copie non autorizzate, importa, distribuisce, vende, detiene a scopo commerciale o concede in locazione medesimi programmi, è soggetto alle pena della reclusione da […]”

● Modifiche nel 2000:– Chiunque abusivamente duplica, per trarne profitto, programmi per elaboratore o ai

medesimi fini importa, distribuisce, vende, detiene a scopo commerciale o imprenditoriale o concede in locazione programmi contenuti in supporti non contrassegnati dalla Società Italiana degli autori ed editori (SIAE) è soggetto alla pena della reclusione da sei mesi a tre anni e della multa da

FdI 2014/2015 GMDN 2015 24

Pirate Bay● I siti torrent, come appunto The Pirate Bay, giustificano la loro possibilità

di esistere affermando che non violerebbero alcuna legge, poiché, a differenza di altre tecnologie Peer-to-Peer (come ad esempio eMule, Limewire e Shareaza), i dati da loro ospitati sono solo delle chiavi utili per rintracciare i file condivisi all'interno di migliaia di macchine collegate sulla rete Internet.

● È su questa distinzione che la difesa di The Pirate Bay ha basato la sua estraneità alla pirateria, essendo il sito solo un motore di ricerca, un Torrent Finder per l'appunto, come Google, Yahoo o MSN Search.

● Se si estendesse il reato anche a tali siti, il sistema su cui funziona il World Wide Web potrebbe uscirne fortemente ridimensionato e in parte illegale.

● http://en.wikipedia.org/wiki/The_Pirate_Bay_trial

FdI 2014/2015 GMDN 2015 25

VOIP● Voice over IP (Voce tramite protocollo Internet), acronimo

VoIP, è una tecnologia che rende possibile effettuare una conversazione telefonica sfruttando una connessione internet o un'altra rete dedicata che utilizza il protocollo IP, anziché passare attraverso la normale linea di trasmissione telefonica.

● Ciò consente di eliminare le relative centrali di commutazione e di economizzare sulla larghezza occupata.

● Vengono instradati sulla rete pacchetti di dati contenenti le informazioni vocali, codificati in forma digitale, e ciò solo nel momento in cui è necessario, cioè quando uno degli utenti collegati sta parlando.

FdI 2014/2015 GMDN 2015 26

Skype● Skype funziona sostanzialmente in due modalità:● Peer-to-peer, permette di effettuare telefonate

completamente gratuite, funziona solamente se sia il mittente che il destinatario sono collegati a internet e sono connessi tramite il client Skype.

● Disconnesso, permette di poter effettuare telefonate ad utenze telefoniche (fisse o mobili) di utenti non collegati tramite computer. In questa modalità a pagamento, il cui nome commerciale è SkypeOut, la comunicazione corre via Internet fino alla nazione del destinatario, dove viene instradata sulla normale rete telefonica del Paese.

FdI 2014/2015 GMDN 2015 27

IPTV● IPTV (Internet Protocol Television) descrive un sistema atto a utilizzare il

protocollo IP per veicolare contenuti televisivi in formato digitale attraverso connessione internet a banda larga.– Spesso la fruizione dei contenuti televisivi è offerta in modalità Video on Demand ed

abbinata all'accesso al Web ed al VOIP, poiché questi tre servizi condividono la stessa infrastruttura.

● Per i prossimi anni molti si attendono che l'IPTV avrà una forte diffusione, di pari passo con la disponibilità della banda larga. – L'interesse degli utenti finali è ulteriormente spinto dalla sempre maggiore

disponibilità di contenuti sia a pagamento che gratuiti.● Con il termine P2PTV (peer-to-peer television) si fa riferimento alle

applicazioni software progettate per distribuire flussi video su una rete P2P.– Le potenzialità di questi software sono enormi dal momento che, in teoria, sarebbe

possibile mandare in onda qualsiasi canale televisivo a livello globale.