Peer-to-peer

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Um sistema P2P sem uma infraestrutura central.
Disposição de uma rede usual centralizada, baseada em servidores.

Peer-to-peer (do inglês par-a-par ou simplesmente ponto-a-ponto, com sigla P2P) é uma arquitetura de redes de computadores onde cada um dos pontos ou nós da rede funciona tanto como cliente quanto como servidor, permitindo compartilhamentos de serviços e dados sem a necessidade de um servidor central. Uma rede peer-to-peer é mais conveniente para o armazenamento de objetos imutáveis, seu uso em objetos mutáveis é mais desafiador, e pode ser resolvido com a utilização de servidores confiáveis para gerenciar uma sequência de versões e identificar a versão corrente, pode ser usada para compartilhar músicas, vídeos, imagens, dados, enfim qualquer coisa com formato digital. Um exemplo de transmissão de dados via peer-to-peer são os Torrents.

Os sistemas cliente-servidor tradicionais gerenciam e fornecem acesso a recursos como arquivos, páginas Web ou outros objetos localizados em um único computador servidor. Nesses projetos centralizados são exigidas poucas decisões sobre a distribuição dos recursos ou sobre o gerenciamento dos recursos de hardware. Os sistemas peer-to-peer fornecem acesso a recursos de informação localizados em computadores de toda a rede. Os algoritmos para a distribuição e recuperação de objetos são um aspecto importante do projeto do sistema. Seu projeto tem como objetivo distribuir um serviço totalmente descentralizado e organizado, equilibrando, automaticamente, as cargas de armazenamento e processamento de forma dinâmica entre todos os computadores participantes à medida que as máquinas entram e saem do serviço.

Esse tipo de arquitetura de rede é muito conhecida pelo compartilhamento de arquivos. No entanto as redes P2P são utilizadas para outras áreas, tais como, armazenamento distribuído em meios acadêmico e científico e telecomunicações, por exemplo.

Contexto

Vantagens:

Por NÃO se basear em uma arquitetura cliente-servidor, onde apenas o servidor é responsável pela execução de todas as funções da rede, o P2P tem uma enorme vantagem justamente por não depender de um servidor e de todos os nós estarem interconectados permitindo o acesso a qualquer nó de qualquer nó. Por esse motivo a rede tem uma elevada disponibilidade.

Essa arquitetura depende da alta performance da internet. Como os recursos necessários são distribuídos (carga computacional, tráfego de rede, espaço de armazenamento, etc) entre os nós, é possível conseguir um melhor desempenho de forma econômica, diferentemente da rede cliente-servidor, onde a performance depende do desempenho do servidor.

A arquitetura P2P apresenta maior disponibilidade dados, visto que o objeto pode ser disponibilizado em inúmeros nós da internet, porém a garantia da segurança e inferior aos outros projetos de compartilhamento de dados.

Arquitetura P2P: Um sistema peer-to-peer implementa uma rede abstrata sobreposta, em cima da topologia da rede. Essa sobreposição é utilizada para descobrir e indexar os pares da rede tornando o sistema P2P funcional independente da topologia da rede física. O conteúdo é trocado diretamente sobre o protocolo IP. Sistema peer-to-peer anônimos são exceções, pois implementam camadas extras de roteamento para ocultar sua identidade de origem ou de destino.

Numa arquitetura P2P padrão, não existe a noção de cliente ou servidor, mas só pares de nós que funcionam tanto como cliente quanto como servidor para outros nós da rede. Um exemplo de transferência de arquivos que não utiliza o P2P é o File Transfer Protocol (FTP), onde os programas de cliente e servidor são distintos.

A rede Overlay P2P consiste de forma em que todos os pares da rede funcionem como apenas um nó dessa rede. Existe uma ligação entre dois nós que se conhecem na rede. Isto é, um nó participante conhece a localização de outro nó da rede P2P. Então existe uma aresta que liga o primeiro nó existente ao segundo na rede sobreposta. Com base em como os nós estão conectados na rede, podemos classificar a rede P2P como estruturada ou não estruturada.

Na estrutura P2P, os pares são organizados de acordo com critérios e algoritmos, que realizam a sobreposição com topologias específicas. Normalmente usam tabelas Hash distribuídas para indexação. Sistemas P2P estruturados são adequados para implementações em larga escala devido à alta escalabilidade e algumas garantias sobre o desempenho (normalmente aproximando O(log N), onde N é o número de nós no sistema P2P).

Não é imposto pela rede P2P uma estrutura padrão para rede Overlay(sobreposta). Na ideologia não existe no sistema de estrutura P2P um elemento centralizador, entretanto na prática existe, em sistemas estruturados, vários graus de centralização. Três categorias se destacam:

Peer-to-peer pura: toda rede consiste unicamente em pares equipotentes, existindo apenas uma camada de encaminhamento e nenhum sistema de infra-estrutura especial.

Peer-to-peer centralizado: é utilizado um servidor central para indexar as informações e iniciar o sistema inteiro. As conexões entre pares não é gerenciada por qualquer algoritmo.

Peer-to-peer hibridas: permite que os nós da infra-estrutura co-existam.

O primeiro e popular sistema peer-to-peer de compartilhamento de arquivos, o Napster, foi um exemplo do modelo centralizado. Freenet e implementações iniciais do protocolo Gnutella, por outro lado, são exemplos do modelo descentralizado. Implementações Gnutella modernos, Gnutella2, bem como o agora substituído rede Kazaa são exemplos do modelo híbrido.

A demanda por serviços na Internet vem crescendo a uma escala que só pode ser limitada pelo tamanho da população mundial. Um dos objetivos dos sistemas peer-to-peer é permitir o compartilhamento de dados e recursos numa larga escala excluindo qualquer requisito por servidores gerenciados separadamente e a sua infraestrutura associada. Sistemas peer-to-peer têm o propósito de suportar sistemas e aplicações distribuídas utilizando os recursos computacionais disponíveis em computadores pessoais e estações de trabalho em número crescente. Isso tem se mostrado bastante atrativo, já que a diferença de performance entre desktops e servidores tem diminuído e as conexões de banda larga têm proliferado.

Shirky[1] definiu as aplicações P2P como "aplicações que exploram recursos disponíveis nas bordas da Internet - armazenamento, ciclos, conteúdo, presença humana"..[2]

Geralmente, uma rede peer-to-peer é constituída por computadores ou outros tipos de unidades de processamento que não possuem um papel fixo de cliente ou servidor, pelo contrário, costumam ser consideradas de igual nível e assumem o papel de cliente ou de servidor dependendo da transação que será iniciada ou recebida de um a outro par da mesma rede.

Os nós da rede peer-to-peer podem diferir em termos de configuração local, capacidade de processamento, capacidade de armazenamento, largura de banda, entre outras características particulares. O primeiro uso da expressão peer-to-peer foi em 1984, com o desenvolvimento do projeto Advanced peer-to-peer Networking Architecture na IBM.

Redes virtuais

O termo é utilizado em diferentes tecnologias que adotam um modelo conceptual peer-to-peer (em Portugal, conhecido como par-a-par), tal como o protocolo NNTP (para Usenet News), SMTP (para envio de mensagens eletrônicas - e-mail), e sistemas de troca de mensagens instantâneas (ICQ, MSN). Porém, o termo tornou-se popular com o surgimento de aplicações de compartilhamento de arquivo, em outras palavras, programas que possibilitam a distribuição de arquivos em rede, permitindo o acesso de qualquer usuário dessa rede a este recurso. Outros tipos de recursos podem ser compartilhados em redes Par-a-Par, tal como capacidade de processamento de máquinas, espaço de armazenamento de arquivos, serviços de programas (software, em inglês) - analogamente aos Web Services, entre outros.

Em 1999, Shawn Fanning criou o Napster, para compartilhamento de arquivos de música (principalmente MP3), e trouxe o conceito de Par-a-Par para a mídia, principalmente após tornar-se alvo de ataques jurídicos por parte das companhias fonográficas.

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