Budapest University of Technology and Economics, Faculty of Electrical Engineering and Informatics

    Belépés
    címtáras azonosítással

    vissza a tantárgylistához   nyomtatható verzió    

    Peer-to-Peer (P2P) hálózatok

    A tantárgy angol neve: Peer-To-Peer Networks

    Adatlap utolsó módosítása: 2008. október 9.

    Tantárgy lejárati dátuma: 2009. november 24.

    Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
    Villamosmérnöki és Informatikai Kar

    Mérnök informatikus szak
    Villamosmérnöki szak
    Szabadon választható tárgy

    Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
    VITT9176 6, 8 4/0/0/v 5 1/1
    3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Vida Rolland,
    4. A tantárgy előadója
    Név:Beosztás:Tanszék, Int.:
    Dr. Vida Rolland, PhDegy. docensTMIT
    Simon Csabaügyv. szakértőTMIT
    5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít

    Számítógép hálózatok (nem kizáró ok)

    6. Előtanulmányi rend
    Ajánlott:
    nincs
    7. A tantárgy célkitűzése

    Napjaink hálózatainak egyik legfontosabb jellemzője az a paradigmaváltás, mely a központosított kliens-szerver tipusú architektúrák helyettesítését érinti új generációs elosztott peer-to-peer (P2P; egyenrangú) rendszerekkel. A jövő hálózatai nagy valószínűséggel az ezen rendszerek által szolgáltatott új kommunikációs technológiákra fognak majd épülni. Ennek tudatában, fontosnak tartjuk megismertetni a hallgatókat a peer-to-peer kommunikáció elveivel és hasznosítási lehetőségeivel.

    Egy peer-to-peer hálózatban a résztvevő csomópontok kölcsönösen egyenrangúnak tekintik egymást, és megosztják számítási kapacitásukat, adataikat vagy alkalmazásaikat a többi csomóponttal, anélkül, hogy egy központilag menedzselt és ellenőrzött rendszer vezérelné a kapcsolattartást. A peer-to-peer technológia a Napster-típusú fájlcserélő rendszerek által vált ismertté és népszerűvé az elmúlt néhány évben. Valójában azonban egy ennél sokkal általánosabb fogalomról, egy új hálózati kommunikációs alapelvről van szó. A jövő hálózatait a jelenleginél nagyságrendekkel nagyobb számú, többnyire mobil, vezetéknélküli eszköz ad hoc kommunikációja jellemzi majd. A peer-to-peer típusú elosztott rendszerek, a ma létező megoldásokkal ellentétben, jól illeszkednek ezen hálózatok elvárásaihoz.

    A tárgy konkrét célja megismertetni a hallgatót a peer-to-peer hálózatok működési elveivel és hasznosítási lehetőségeivel. Részletesen bemutatjuk továbbá a mobil ad hoc hálózatokat és az alkalmazási szintű multicast (többesadás) protokollokat, mint a peer-to-peer kommunikációs elvet megvalósító két megoldást.

    8. A tantárgy részletes tematikája Bevezető fogalmak. A peer-to-peer hálózatok sajátosságai – szolgáltatás felderítés, topológia felépítés, keresés, útvonalválasztás, hozzáférhetőség, megbízhatóság, biztonsági kérdések.

    Fájlcserélő megoldások:

    • Fájlcserélés és annak jogi vonatkozásai;
    • Első generációs fájlcserélők: Usenet, Napster;
    • Második generációs fájlcserélők: DirectConnect, DC++, eDonkey, eMule, Gnutella;
    • Hierarchikus fájlcserélő rendszerek: Kazaa;
    • Elosztott letöltés: BitTorrent;
    • Anonimitás biztosítása: Freenet;
    • Különböző fájlcserélő megoldások teljesítmény alapú összehasonlítása (hibatűrés, útvonalhossz, késleltetés, stb.)

    Elosztott hash táblák (DHT):

    • DHT rendszerek szerepe a P2P hálózatok útválasztásában és a tartalom kereső eljárások javításában - alapelvek;
    • Tartalom alapján címzett hálózatok (Content Addressable Networks);
    • Chord gyűrűk;
    • Utótag alapú útválasztás – Tapestry;
    • XOR metrika alapú keresés – Kademlia, Overnet;
    • Hierarchikus DHT-k.

    P2P alapú megoldások multimédia rendszerekre:

    • Voice over IP (VoIP) rendszerek p2p alapon – Skype;
    • IPTV megoldások p2p alapon – p2pTV, SopCast, Joost;
    • P2P streaming rendszerek tervezése;

    Szolgáltatók viszonya a P2P technológiákhoz:

    • Internet szolgáltatók (ISP) viszonya a P2P alkalmazásokhoz;
    • Tartalom szolgáltatók viszonya a P2P alkalmazásokhoz;
    • Forgalmi jellegzetességek, P2P forgalom azonosítása;
    • Cache-elési politika;
    • Intelligens P2P rendszerek az ISP-k terhelésének csökkentésére - Proactive network Provider Participation for P2P (P4P);

    Alkalmazási szintű multicast (ALM):

    • A csoportos kommunikáció sajátosságai.
    • A hálózati szintű multicast rövid áttekintése, előnyei és hátrányai.
    • Peer-to-peer hálózatok a csoportos kommunikáció megvalósítására – ALM
    • Háló-alapú (mesh-first) módszerek – Narada;
    • Fa-alapú (tree-first) megoldások – TBCP;
    • DHT-kra alapuló implicit módszerek – (CAN-Multicast, Bayeux).

    Biztonsági kérdések, P2P rendszerek elleni tipikus támadások:

    • A teljesítményt csökkentő, szolgáltatásmegtagadó támadások – Denial of Service (DoS);
    • Állományszennyezés (file pollution) és indexmérgezés (index poisoning);
    • Elvtelen-tisztességtelen felhasználás (freerinding), és javaslatok ennek kiszűrésére;
    • Sybil támadások és azok kivédése;
    • Lokalizált routing veszélye peer-to-peer hálózatokban;
    • Audit rendszer a p2p csalások kivédésére;
    • DHT-specifikus DoS támadás: nagy ki- és belépési dinamika (high churn);
    • DoS támadások kivédése DHT megoldások segítségével: Secure Overaly Service (SOS);

    Peer-to-peer a nyilvános mobil hálózatokon:

    • Mobil P2P alkalmazások sajátosságai;
    • Fájlcserélő alkalmazások adaptálása mobil rendszerekre;
    • Topológia felépítési, keresési és útválasztási szabályok mobil P2P hálózatokban;
    • Együttműködést ösztönző mechanizmusok.
    9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium) előadás
    10. Követelmények
    • A szorgalmi időszakban: zárthelyi megírása
    • A vizsgaidőszakban: írásbeli vizsga
    • Elővizsga: nincs
    11. Pótlási lehetőségek TVSZ szerint.
    12. Konzultációs lehetőségek

    Heti egy alkalommal két óra az Informatikai épület E.324-es szobájában.

    13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom
    1. Ralf Steinmetz, Klaus Wehrle (eds.), „Peer-to-Peer Systems and Applications”, Springer LNCS 3485, 2005.
    2. A. Oram (ed.), “Peer-to-Peer: Harnessing the Power of Disruptive Technologies.”, O'Reilly & Associates, 2001.
    14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka
    Kontakt óra60
    Félévközi készülés órákra14
    Felkészülés zárthelyire14
    Házi feladat elkészítése
    Kijelölt írásos tananyag elsajátítása28
    Vizsgafelkészülés34
    Összesen150
    15. A tantárgy tematikáját kidolgozta
    Név:Beosztás:Tanszék, Int.:
    Dr. Vida Rolland, PhDegy. docensTMIT
    Simon Csabaügyv. szakértőTMIT