Peer-to-Peer-Netzwerk – Effizientes und schnelles File-Sharing-System

Der Informationsaustausch zwischen Menschen ist ein normales Phänomen in der modernen Gesellschaft und sogar ein fester Bestandteil davon. Wir übermitteln Informationen und Daten auf verschiedene Weise durch die Nutzung des Internets und verschiedener damit verbundener Technologien. So können wir beispielsweise eine E-Mail versenden, einen neuen Song oder Clip aus dem Internet herunterladen, ein neues Programm starten oder ein Online-Spiel spielen. Je nach Art der Informationsdaten gibt es verschiedene Möglichkeiten, sie zu versenden. Eine dieser Möglichkeiten ist ein Peer-to-Peer-Netzwerk, auf das wir später in diesem Artikel eingehen werden. Mit dieser Technologie können Sie Dateien beliebiger Größe übertragen und auch verteilte Berechnungen durchführen. Peer-to-Peer-Netzwerke haben ihre eigenen Austauschregeln, und oft werden spezielle Programme für die Informationsverteilung und Unterstützung eingesetzt. Betrachten wir genauer, was ein p2r-Netzwerk ist, welche Arten es gibt und wie es funktioniert.

Was ist P2P

? P2P, Peer-to-Peer-Netzwerk, ist ein dezentrales Computernetzwerk, das auf dem Prinzip der Gleichheit aller Teilnehmer funktioniert. Es gibt mehrere Server, und jeder Peer-Knoten fungiert als Client, während er als Server fungieren kann. Aufgrund dieser Netzwerkstruktur ist es möglich, die ununterbrochene Leistung in jeder Anzahl und Kombination von Knoten zu gewährleisten. Jedes Fest ist ein Mitglied des Netzes. In der Tat ist ein Peer-to-Peer-Netzwerk ein Zusammenschluss mehrerer Computer, von denen jeder zu gleichen Bedingungen arbeitet. Die Informationsdaten im Netz werden in kleinen Stücken übertragen, die jeweils als Pakete bezeichnet werden. Um eine Dateiübertragung von einem PC zum anderen zu organisieren, müssen Sie die gemeinsam genutzte Datei in einzelne Elemente aufteilen, die dann wieder zu einem einzigen Volumen zusammengesetzt werden, wenn der Benutzer sie auf seinem Computer empfängt. Das Peer-to-Peer-Netzwerk funktioniert so, dass Sie nicht zu einem bestimmten Server gehen und Ihre Datei anfordern müssen. Sie existiert bereits irgendwo im Netz und ist in einem speziellen Verzeichnis abgelegt. Wenn das Objekt auf Ihre Anfrage hin gefunden wird, können Sie es über ein spezielles Programm auf Ihren Computer herunterladen. Gleichzeitig werden die Dateipakete von mehreren Quellen an den Benutzer gesendet, da jeder Computer im Netz als Server fungiert und somit einen parallelen Download von Informationsdaten ermöglicht. Jeder kann ein vollwertiges Mitglied eines Peer-to-Peer-Netzes werden, wofür er ein spezielles Programm auf seinem Computer installieren muss. Die wichtigsten Merkmale der Funktionsweise des Peer-to-Peer-Netzes:

• ist es möglich, gemeinsame Geräte, Festplattenspeicher, Prozessoren, Rechenleistung und Bandbreite mit den teilnehmenden Computern zu teilen. Alle Daten werden in beide Richtungen mit hoher Geschwindigkeit ausgetauscht, und es ist kein Routing über einen anderen Computer erforderlich;
• keine zentralisierte Verwaltung, d.h. alle Knoten im System sind in Bezug auf Rechte und Aktionen gleichberechtigt. Die Dateien, die von den Computern verwendet werden, werden nicht an einem Ort gespeichert, so dass der Betrieb des Netzes nicht unterbrochen wird, wenn einer der Knoten ausfällt;
• verarbeitung einer großen Menge an Informationen durch Verteilung der Last auf die Ressourcen. Selbst in Zeiten höchster Aktivität können alle PCs effizient arbeiten, da sie direkt miteinander interagieren;
• zuverlässige Leistung, da das Netz auch dann funktioniert, wenn ein oder mehrere Elemente ausfallen;
• das Netz kann erweitert werden – jeder kann dem Peer-to-Peer-Netz beitreten und Mitglied werden. Je mehr Arbeitsknoten, desto mehr Leistung hat das System;
• einfache Einrichtung – die Unterstützung des Netzwerks ist nicht schwierig, da jeder PC selbst verwaltet wird.

P2P-Netzwerktypen

Trotz der einfachen Bedienung des P2P-Netzes zur Organisation des Daten- und Dateiaustauschs ist eine stabile Plattform erforderlich, die von allen Beteiligten genutzt wird, sowie ein Nomenklatursystem zur Dateikennzeichnung. Es sind drei Arten von Netzwerken bekannt, die den Dateiaustausch innerhalb eines Peer-to-Peer-Netzwerks beschreiben. Je nach den persönlichen Bedürfnissen kann der Nutzer ein strukturiertes, ein unstrukturiertes oder ein kombiniertes Netz wählen. Die Wahl des Typs wird auch durch die Art der Dateien, die ausgetauscht werden, sowie durch die Verfügbarkeit einer speziellen Plattform und die Hauptquelle der Inhalte bestimmt. Betrachten wir die einzelnen Netzwerktypen im Detail:

• strukturiertes P2P-Netz – gebildet nach dem Prinzip der Hierarchie unter Verwendung einer verteilten Hashtabelle (DHT). Diese Variante eignet sich für wissenschaftliche oder große Organisationen, in denen alle Computergeräte ständig mit einem Netzwerk, dem Internet, verbunden sind. Auf diese Weise lassen sich beliebige Daten leicht finden und so schnell wie möglich herunterladen, während das System selbst nicht unter einer großen Anzahl von angeschlossenen Geräten leidet;
• unstrukturiertes P2P-Netz – es wird ohne Hierarchie gebildet, und jeder PC verbindet sich mit dem nächstgelegenen Peer-to-Peer-Knoten, wenn dieser die vom Benutzer benötigten Daten hat. Das Netz wird mit Anfragen gefüllt, und die Verbindung wird zu den Knoten hergestellt, die antworten;
• hybrides P2P-Netz – eine Kombination aus unstrukturierten und strukturierten Netzen, die dieselben Daten und dieselbe Terminologie verwenden. Ein solches Netzwerk kann einen Kompromiss zwischen den beiden Typen eingehen, um den maximalen Nutzen aus beiden zu ziehen;
• torrents – einzigartige BitTorrent-P2P-Technologie für effizientes Suchen und Herunterladen der benötigten Dateien. Eine Torrent-Datei hat einen vollständigen Datenindex, so dass sie sich schnell mit dem P2P-Client verbindet und Online-Nutzer zusammenbringt. Mit anderen Worten, der Download wird gemeinsam durchgeführt.

Wie funktioniert das File Exchange Peering Network?

Zum ersten Mal tauchten Peer-to-Peer-Netzwerke 1999 auf, als das Napster-Projekt ins Leben gerufen wurde – die weltweite Datenbank für den Dateiaustausch. Ein Jahr später wurde es mit 40 Millionen Nutzern zu einer beliebten Marke im globalen Netz. Der Hauptgrund für diese Popularität war, dass jeder Nutzer Musikdateien kostenlos herunterladen kann. Doch schon bald wurde es von Urheberrechtsverteidigern kritisiert und Napster stellte seine Arbeit ein. Dennoch fand die Idee allgemeine Beachtung. Ähnliche Projekte, die später entstanden, wurden verfolgt, aber es war schwer, ihre Arbeit zu kontrollieren und zu verbieten. Peer-to-Peer-Netzwerke begannen sich zu verbreiten und gewannen dank ihres Funktionsprinzips an Popularität. Die Funktionsweise von Peer-to-Peer-Netzwerken unterscheidet sich stark von denen, die nach dem “Client-Server”-Schema funktionieren. Hier funktioniert das Prinzip der “Client-Client”-Interaktion. Das Peer-to-Peer-Netz funktioniert folgendermaßen:

• das Client-Programm sendet an das Netzwerk (cloud p2p) eine Liste von Dateien, die von anderen Client-Programmen auf den Computer heruntergeladen werden können, sowie eine Liste von Dateien, die das Programm erhalten möchte;
• anschließend wird nach Clients gesucht, die bestimmte Dateien benötigen, und nach Programmen, die über diese Dateien verfügen;
• eine direkte Kommunikation zwischen den beiden Gruppen von Computern über Arbeitsprogramme hergestellt und ein Dateiaustausch durchgeführt wird;
• jede Datei wird in kleine Teile – Pakete – zerlegt;
• die Informationen werden in dieser fragmentierten Form auf den Computer hochgeladen;
• ihr Programm empfängt nicht nur die für den Nutzer erforderlichen Dateien, sondern überträgt auch Dateien und deren Elemente parallel an andere interessierte Teilnehmer.

Jeder Benutzer des Netzwerks kann seine Dateien zur Verteilung bereitstellen. In diesem Fall müssen Sie im Client-Programm den Ordner angeben, in dem sich das Installationspaket der Daten, die Sie mit anderen teilen wollen, auf Ihrer Festplatte befindet. Zunächst wird nur ein PC der Verteiler sein, und wenn die Daten auf andere Computer hochgeladen werden, führt die Datei selbst ein Eigenleben im Netz, denn nun haben andere Teilnehmer sie und können sie an interessierte Benutzer verteilen. Aber woher wissen die Teilnehmer oder Benutzer, dass Sie bestimmte Dateien verteilen? Zu diesem Zweck wird der Tracker verwendet – eine spezielle Website, die alle Informationen über die von den Computern aus gestarteten Handouts veröffentlicht. Sie müssen auch eine spezielle Torrent-Datei hochladen, die den Pfad und das herunterzuladende Objekt angibt. Ein anderer Nutzer erhält diese Datei über ein Client-Programm. Alle Nutzer des Peer-to-Peer-Netzes sind in drei Funktionsgruppen unterteilt:

• seeder/seed – dieser Nutzer verfügt über alle Teile der Datei. Er hat z.B. die Verteilung zuerst gestartet oder die Datei komplett heruntergeladen, oder er hat das Netzwerk nicht verlassen und verteilt die Daten über den P2P-Messenger;
• peer – ein solcher Benutzer hat nicht die ganze Datei heruntergeladen, sondern nur einen Teil davon oder mehrere Elemente. Er verteilt und lädt die Dateielemente gleichzeitig herunter, d.h. er ist ein Teilnehmer an der Verteilung;
• lecher – dieser Benutzer hat die Datei heruntergeladen, aber er hatte noch keine Zeit, die Verteilung zu starten.

Diese Einteilung ist bedingt, da jedes Mitglied des Netzwerks von einem Status in einen anderen übergeht, je nach seinen Aktionen.

Risiken des Austauschs von Dateien über P2P-Netzwerke

Risiken ergeben sich aus der Freiheit des Peer-to-Peer-Netzes, da alle Nutzer beim Austausch von Dateien Viren oder Hackerangriffen ausgesetzt sind. All diese Risiken sind auf folgende Gründe zurückzuführen:

• die echte IP-Adresse wird angezeigt – wenn eine Verbindung zu einem Peer-to-Peer-Netzwerk besteht, ist die IP-Adresse immer sichtbar. Wenn Sie Torrent verwenden oder sich auf einer großen Plattform befinden, können Hunderte und Tausende von Peers sie sehen;
• die Datei kann einen unbekannten Ursprung haben – es ist wichtig, immer zu überprüfen, woher die Datei heruntergeladen wurde, wer den Torrent erstellt hat und welche Protokolle auf der Sharing-Plattform verwendet werden. Wenn dies nicht immer möglich ist, ist es besser, alle Dateien mit einer Antivirensoftware zu überprüfen;
• risiko von Spyware oder Malware – es ist sehr leicht, über eine Peer-to-Peer-Verbindung auf Viren und Malware zu stoßen, daher ist es wichtig, diese Tatsache zu berücksichtigen;
• rechtmäßigkeit des Dateiaustauschs – dies muss sich nach den nationalen Rechtsvorschriften richten.

P2P-Datei-Austausch-Programme

Die wichtigsten Programme, die einen schnellen und qualitativ hochwertigen Dateiaustausch gewährleisten, sind die folgenden:

uTorrent

Ist das einfachste und schnellste Programm. 150 Millionen Benutzer nutzen den Dienst jede Minute zur Datenübertragung;

BitTorrent

Ist eine spezielle Erweiterung und der Vorfahre des Peer-to-Peer-Systems. Es ist seit langem bekannt, konkurriert aber immer noch gut mit anderen Client-Diensten;

BitComet

Ist ein chinesisches Programm mit Sicherheitsprotokollen, das vor allem auf den asiatischen Markt ausgerichtet ist, indem es sich an das chinesische, japanische und koreanische Alphabet anpasst;

eMule

Ein strukturiertes Client-System, das unter der GPLv2 GPNU-Lizenz läuft, sicher und gut entwickelt ist;

Vuze

Gilt als einziger Torrent-Client, der über ein I2P-System verfügt, das den Nutzern vollständige Anonymität bietet.

Fazit

Peer-to-Peer-Netzwerke ermöglichen das Herunterladen beliebiger Informationen – von Büchern zu Filmen, von Musik zu Clips, von Programmen zu Spielen. Dieses Dateifreigabesystem ist ein hervorragendes Werkzeug für Computerbenutzer, aber es erfordert Vorsicht. Um Dateien ohne Risiko für Ihren PC herunterzuladen, sollten Sie einen guten VPN-Dienst nutzen. Ein privates Netzwerk schützt vor den Risiken einer Virusinfektion und verbirgt gleichzeitig die tatsächliche IP-Adresse, so dass sie nicht für das gesamte Netzwerk sichtbar ist. Zu den Vorteilen des VPN-Dienstes gehören die folgenden wichtigen Aspekte:

• erhöhter Schutz;
• korrekter Dateiaustausch in einem Peer-to-Peer-Netzwerk;
• verbergen von IP und persönlichen Daten.