Számítógép hálózatok (nem kizáró ok)

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.

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.

• A szorgalmi időszakban: zárthelyi megírása
• A vizsgaidőszakban: írásbeli vizsga
• Elővizsga: nincs

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

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.