Как работает маркетинговая технология Peer-to-Peer. Пиринговая сеть - что это? Отличия от стандартной сети

И пока мы тут сидим и думаем, куда бы разместить свою рекламу, в Пало-Альто происходит что-то странное. Там сотрудники маленького магазина Hassett Ace Hardware, продающего хозяйственное оборудование, показывают, как может стать жизнью древняя мудрость о том, что «люди созданы не для накопительства, а для обмена».

Это называется «Ремонт-кафе». Каждые выходные под боком у магазина открывается площадка, где любой человек может бесплатно отремонтировать что угодно. Но при этом ему придется внести свою лепту в то, что происходит на этой площадке. Пока менеджер магазина занимается обычными продажами, пять других сотрудников организовывают толпы желающих «починится» людей, привлекая их к другим ремонтам.

Все делятся знаниями, советами и хорошим настроением. Продажи идут в гору (для ремонта же часто нужны детальки, которые надо купить в магазине). За апрель силами округи было отремонтировано около 130 «единиц техники», в том числе гигантский садовый лавовый фонтан и 200-летняя швейная машинка. Каждый, кто отремонтировался на площадке Hassett Ace Hardware, получает флажок для велосипеда с логотипом компании. И его с удовольствием берут, потому что классное обслуживание – вещь чертовски приятная и незабываемая.

Такая экономика взаимовыгоды получила в маркетинговых кулуарах имя peer-to-peer или «равный равному». Она строится не только на деньгах, но и на высокой степени эмоционального удовлетворения, а в случае маленьких магазинов вроде Hassett Ace Hardware еще и на выстраивании почти интимных отношений с клиентами. Ходят слухи, что эту технологию уже «обнюхивают» такие гиганты, как Pepsi, Chevrolet и Unilever.

«Мы узнали интересную вещь: молодые покупатели, прежде чем прийти в салон за авто, выискивают в социальных сетях странички наших продавцов, чтобы изучить их интересы и найти человека, близкого по духу. Они его находят и советуются с ним, потому что знают – помощь будет больше дружеской, чем менеджерской» — говорит Кристи Лэнди, менеджер по маркетингу в General Motors. Даже экспертное мнение может быть предметом взаимовыгодного обмена.

Если вы регулярно пользуетесь Интернетом, скорее всего вы слышали о терминах одноранговая сеть, децентрализованная сеть, или пиринговая сеть, peer-to-peer или ее аббревиатура - P2P сеть. Все эти термины обозначают одно и то же. Если вы хотите знать, что такое peer-to-peer, и для чего он используется, вы должны прочитать эту статью.

Что такое P2P или одноранговая сеть?

Peer-to-peer, или сокращенно P2P сеть, - это вид компьютерных сетей, использующих распределенную архитектуру. Это означает, что все компьютеры или устройства, входящие в нее, используют рабочие нагрузки в сети совместно. Компьютеры или устройства, которые являются частью пиринговой сети, называются пирами. Каждый узел одноранговой сети, или пир, равен другим пирам. Привилегированных участников нет, как и нет центрального административного устройства. Таким образом, сеть децентрализованная.

В некотором роде, одноранговые сети - это социалистические сети в цифровом мире. Каждый участник равен другим, и каждый имеет те же права и обязанности, что и другие. Пиры одновременно являются и клиентами, и серверами.

Кроме того, каждый ресурс, доступный в пиринговой сети, является общим для всех узлов без участия центрального сервера. Общими ресурсами в сети P2P могут быть:

Процессорные мощности
Дисковое пространство
Пропускная способность сети

Что делают сети P2P (peer-to-peer)?

Основная цель одноранговых сетей заключается в совместном использовании ресурсов и совместной работе компьютеров и устройств, предоставлении конкретной услуги или выполнении конкретной задачи. Как упоминалось ранее, децентрализованная сеть используется для совместного использования всех видов вычислительных ресурсов, таких как вычислительная мощность, пропускная способность сети или дисковое пространство. Однако наиболее распространенным вариантом использования пиринговых сетей является обмен файлами в Интернете. Одноранговые сети идеально подходят для обмена файлами, поскольку они позволяют подключенным к ним компьютерам получать и отправлять файлы одновременно.

Рассмотрим ситуацию: вы открываете свой веб-браузер и посещаете веб-сайт, где вы загружаете файл. В этом случае сайт работает как сервер, а ваш компьютер действует как клиент, который получает файл. Вы можете сравнить это с дорогой с односторонним движением: загружаемый файл - это автомобиль, который идет от точки A (веб-сайт) до точки B (ваш компьютер).

Если вы загружаете один и тот же файл через одноранговую сеть, используя сайт BitTorrent в качестве отправной точки, загрузка выполняется по-разному. Файл загружается на ваш компьютер по частям, которые поступают со многих других компьютеров, у которых уже есть этот файл, в P2P сеть. В то же время файл также отправляется (загружается) с вашего компьютера другим лицам, которые его запрашивают. Эта ситуация похожа на двухстороннюю дорогу: файл похож на несколько небольших автомобилей, которые приходят на ваш компьютер, но также отправляются к другим пользователям, когда они его запрашивают.

Почему одноранговые сети полезны?

Сети P2P имеют несколько особенностей, которые делают их полезными:

Их трудно «уронить», т. е. Вывести из рабочего состояния. Даже если вы отключите одного пира, другие продолжают работать и взаимодействовать. Чтобы сеть перестала работать, вы должны закрыть все пиры.
Пиринговые сети чрезвычайно масштабируемы. Новые пиры легко добавляются, так как вам не нужно изменять конфигурацию на центральном сервере.
Когда дело доходит до обмена файлами, то чем больше одноранговая сеть, тем быстрее это происходит. Наличие одного и того же файла, хранящегося на многих одноранговых узлах в децентрализованной сети, означает, что когда кому-то нужно его скачать, файл загружается из многих мест одновременно.

Зачем нужны пиринговые сети? Легальное использование P2P сетей

Одноранговые сети нужны для подключения компьютеров и устройств в единую сеть без необходимости настройки сервера. При создании сервера его осень дорого и сложно обслуживать, и люди используют более дешевые альтернативы, такие как P2P. Вот несколько распространенных примеров использования сетей P2P:

Когда вы в своем доме подключаете устройство на Windows к домашней группе компьютеров, вы создаете между ними одноранговую сеть. Homegroup - небольшая группа компьютеров, которые связаны между собой для совместного использования дискового пространства и принтеров. Это одно из самых распространенных применений для одноранговой технологии. Некоторые люди могут сказать, что домашние группы не могут быть одноранговыми, поскольку компьютеры в сети подключены к маршрутизатору. Однако имейте в виду, что маршрутизатор никак не связан именно с управлением сети. Маршрутизатор не работает как сервер, а просто как интерфейс или связующее звено между локальной сетью и Интернетом.
Когда вы создаете сеть между двумя компьютерами, вы создаете пиринговую сеть.
Совместное использование больших файлов в интернете часто выполняется с использованием сетевой архитектуры P2P. Например, некоторые онлайн-игровые платформы используют P2P сеть для загрузки игр между пользователями. Blizzard Entertainment распространяет Diablo III, StarCraft II и World of Warcraft с использованием P2P. Другой крупный издатель, Wargaming, делает то же самое со своими играми World of Tanks, World of Warships и World of Warplanes. Другие же, такие как Steam или GOG, предпочитают не использовать P2P, а поддерживать выделенные серверы по всему миру.
Обновления Windows 10 поставляются как с серверов Microsoft, так и через сеть P2P.
Многие операционные системы Linux распространяются через BitTorrent, которые используют одноранговые сети. Такими примерами являются Ubuntu, Linux Mint и Manjaro.
И наконец, технология блокчейн использует одноранговые децентрализованные сети для записи информации в распределенном реестре на всех компьютерах сети одновременно. (Более подробно читайте в статьях «Что такое блокчейн простыми словами? » и «Что такое распределенный реестр? »)

Пиринговые сети - самый дешевый способ распространения контента, потому что они используют пропускную способность одноранговых узлов, а не пропускную способность создателя контента.

История сетей P2P

Предшественником одноранговых сетей является USENET, который был разработан в 1979 году. Это была система, которая позволяла пользователям читать и публиковать сообщения / новости. Это была сеть, подобная современным онлайн-форумам, но с той разницей, что USENET не полагался на центральный сервер или администратора. USENET копировал одно и то же сообщение / новость на все серверы, найденные в сети. Аналогично, децентрализованные сети распространяют и используют все доступные им ресурсы.

Следующей большой вехой в истории одноранговых сетей был 1999 год, когда появился Napster. Napster был файлообменным программным обеспечением, которое люди использовали для распространения и загрузки музыки. Музыка, распространяемая с помощью Napster, обычно защищалась авторским правом и, таким образом, ее распространение было незаконным. Однако это не помешало людям использовать его.

Хотя Napster был тем, кто вывел P2P в мейнстрим, проект в конечном итоге потерпел неудачу и был закрыт властями по причине незаконного распространения контента.

Можно также с уверенностью сказать, что новой ступенью в развитии пиринговых сетей стало становление блокчейн индустрии в 2008 году вместе с появлением Биткоина . Использование одноранговых децентрализованных сетей - одно из трех основных составляющих технологии блокчейн, наряду с общим реестром записей и механизмом консенсуса.

В настоящее время P2P остается одной из самых популярных технологий для обмена файлами через Интернет, использующаяся как законно, так и незаконно.

Незаконное использование одноранговых сетей

P2P - спорная технология, потому что она широко используется для пиратства. Из-за преимуществ этой технологии существует множество веб-сайтов в Интернете, которые предлагают доступ к защищенному авторским правом контенту, например, кино, музыке, программному обеспечению или играм, через сети P2P. Хотя сама технология не является незаконной и имеет множество легальных вариантов применения, которые не связаны с пиратством, то, как некоторые люди используют P2P, является незаконным.

Поэтому, при использовании пиринговой сети убедитесь, что вы не занимаетесь пиратством или другими вариантами использования, которые наказываются по закону.

В современном мире все мы привыкли иметь возможность делиться интересными сведениями и материалами с друзьями и прочими людьми. Особенно в этом отношении важен интернет, так как именно и предоставляет нам кучу возможностей для осуществления такого рода обмена.

Разные типы информации и передавать можно различными способами. К примеру, сегодня весьма популярна пиринговая сеть (P2P), уникальность которой в способности к передаче практически любого объема данных. Но, разумеется, это далеко не единственная сфера, где эта технология действительно востребована. К примеру, именно на ее основе созданы многочисленные кластеры для распределенных вычислений, использующие мощности удаленных компьютеров.

«Этическая» сторона вопроса

Вообще, в последние годы активно «демонизируется» пиринговая сеть. Что это «опасно» с точки зрения получения вирусов и нелицензионного контента, говорят практически во всех СМИ.

Вот только журналисты отчего-то стыдливо умалчивают, что не менее 70% трафика от протокола Р2Р приходятся на абсолютно законопослушных пользователей и даже целые компании, которые просто разгружают свои серверы, вовлекая в обмен данными рядовые компьютеры. Простой пример: уже давно «Метелица», она же компания Blizzard, использует эти сети для обновления клиентов того же «Варкрафта» и прочих своих игр. Не стоит и упоминать, какое от игроков со всего мира там генерируется!

Но в этой статье пиринговая сеть нами будет рассмотрена именно с позиций приема и передачи файлов, так как рядовым пользователям эта сторона вопроса ближе всего.

Наиболее распространенные программы

Наверняка каждый пользователь хотя бы слышал о некоторых утилитах, посредством которых и осуществляется файловый обмен. У всех на слуху µTorrent и eMule, Shareaza, KaZaA и и другие, которые постоянно упоминаются в связи с передачей той или иной информации в сети интернет. Впрочем, постараемся рассказать о них более упорядочено. Итак, что такое пиринговая сеть? Какова научная расшифровка этого понятия?

Определение

Можно сказать, что сразу после создания компьютеров люди озадачились тем, как можно связывать их в единую систему. Вскоре была придумана технология локальных сетей, активно используемая и по сей день. Но у такого способа связывания компьютеров в единый «организм» есть и свои недостатки. К примеру, в большинстве случаев отдельные машины имеют повышенные привилегии, что допустимо далеко не всегда.

Именно для устранения такой «дискриминации» и была придумана пиринговая сеть, каждый компьютер в которой может не только принимать, но и передавать информацию, работая одновременно в качестве сервера и клиента. Чаще встречается аббревиатура P2P (peer-to-peer), что с английского можно перевести как «от равного к равному». Такие сети еще называют децентрализованными.

Основные принципы работы

Каждый участник — пир. Они и объединяются в глобальную систему, внутри которой осуществляется передача какой-либо информации. От в которой есть сервер и клиент, пиринговые отличаются своей повышенной живучестью: вне зависимости от количества функционирующих пиров, они сохраняют полную работоспособность. Кроме того, нет явной зависимости от сервера.

Давайте приведем «наглядный» пример передачи небольшого файла в такой сети. Данные передаются небольшими кусками, которые называются пакетами. Каждый файл разбивается на множество таких пакетов, которые и скачиваются пользовательской машиной. Порядок их получения особого значения не имеет.

Отличия от стандартной сети

В случае же обычной сети есть сервер, а есть файл, который оттуда можно скачать. Скорость получения данных будет находиться в прямой зависимости как от пропускной способности сервера, так и от его загруженности в каждый конкретный момент. Проще говоря, при наличии огромного количества пользователей, каждый из которых что-то «тянет» с сервера, скорость отдачи может вообще упасть до нуля.

Если же с сервером и вовсе что-то случится, то вся информация сразу станет вам недоступна. И придется заниматься поисками другого источника, с которого можно будет скачивать данную информацию.

Преимущества пиринговой модели передачи данных

Куда совершеннее работает пиринговая сеть. Что это значит? Во-первых, вам не потребуется искать конкретный сервер, с которого идет передача требующегося файла. Достаточно на специальном сайте отыскать файл или магнет-ссылку, которые указывают на его существование. Скачать его можно будет при помощи специальной программы, о некоторых из которых мы уже говорили выше. И основное отличие будет в том, что скачивание может идти одновременно с сотен и тысяч однотипных источников.

Мы уже отмечали, что в этих сетях каждый отдельный компьютер может выполнять одновременно еще и функцию сервера, а потому каждый сегмент является универсальным. Проще говоря, если какие-то пиры вдруг окажутся недоступными, всегда могут выручить компьютеры других людей, на жестких дисках которых наверняка окажется требуемая информация.

Некоторые недостатки пиринговой модели

Мы неоднократно подчеркивали, что основной сферой использования такого рода сетей является обмен данными. Как ни странно, но в мире практически не встречается описанная нами выше пиринговая сеть. Что это означает? Дело в том, что классическая модель имеет не только многие достоинства, но и некоторые критические недостатки.

Наиболее спорным обстоятельством является необходимость поиска в сети пиров, у которых есть тот же самый файл и которые находятся в сети в то же самое время. Именно поэтому была создана гибридная модель. В ней есть своего рода серверы, но отвечают они не столько за передачу данных, сколько за поиск активных пользователей, у которых имеется искомая вами информация. Практически все современные пиринговые сети работают именно за счет использования этой гибридной модели.

Чтобы стать полноправным и полноценным участником такой системы, понадобится инсталлировать на свой компьютер особую программу-клиент, которая будет отвечать за поиск свободных пиров с нужными данными. Заметим, что существует далеко не одна пиринговая сеть. Что это подразумевает?

Наиболее крупные и популярные сети для обмена файлами

Следует помнить, что в интернете существуют сотни и тысячи более мелких, локальных сетей, многие из которых поддерживаются даже региональными провайдерами. Прекрасным примером может служить пиринговая сеть МТС. Конечно, все они используют классическую или гибридную модель работы, подчиняются одним и тем же принципам, но могут использовать совершенно различные протоколы передачи данных, а уж о специфическом программном обеспечении и говорить не стоит.

Наиболее крупными, известными во всем мире, являются следующие Р2Р сети:

ED2K. Передача данных осуществляется по протоколу MFTP. Клиент — известная программа eMule. Уже с 2005 года проект находится в состоянии «хронической смерти», но пока что сеть продолжает стабильно функционировать, пусть даже и скорость передачи данных быстрой никак не назвать.

BitTorrent. Пожалуй, наиболее популярный сегмент пиринговой системы, отличающийся громадным количеством пользователей и высокой скоростью. Имеет огромное количество клиентов, к числу которых относится «эпический» uTorrent, BitComet, а также десятки иных.

Direct Connect. Более специфический вариант, когда хабы, образованные некими группами людей, используются ограниченным (сравнительно) кругом пользователей. Чрезвычайно популярна эта модель в качестве локальной сети провайдера. Основной клиент - DC++.

Gnutella. Вот это самая настоящая, чистая пиринговая система. Используется особый протокол передачи данных, который был создан компанией Nullsoft, разработчиком общеизвестного (хотя и умершего) «Винампа». Какие в этом случае используются клиенты пиринговых сетей? Известна программа Shareaza, LimeWire и прочие.

FastTrack. Также характеризуется «чистой» моделью P2P, но в обмене файлами могут участвовать только те компьютеры, которые имеют их полную версию. Программы - KaZaA, mlDonkey.

Каковы основные преимущества всех этих сервисов? Все просто — никакая настройка пиринговой сети совершенно не требуется. Ставите программу, переходите по «магнитной» ссылке и... вуаля, файл начал качаться!

Основные правила обмена файлами

Учитывая специфику работы этих сетей, не приходится удивляться наличию довольно-таки жестких правил, которые крайне желательно соблюдать. Многие из них просты и логичны. При их невыполнении вам грозит полное исключение из обменного процесса, что влечет за собой невозможность получения нужной информации.

Мы уже не раз говорили, что в основе такой модели лежит принцип равноправия всех участников. Из этого следует, что вам нужно не только скачивать, но и отдавать информацию. В принципе, это едва ли не единственное обязательное условие. Вас это не устраивает? Что ж, тогда к вашим услугам — многочисленные сервисы обмена информацией, построенные по стандартной архитектуре сервер-клиент.

Вот только ни одна программа для пиринговых сетей (со всеми ее преимуществами) в них не работает, а к скачиванию файла можно будет приступать только после оплаты или просмотра гигантского количества рекламы, да и скорость при этом будет отвратительной.

Что желательно делать при обмене?

Очень желательно, скачав какой-то файл, раздать с него же равный объем информации. Как правило, если пользователь только скачивает, но ничего не раздает, системой могут быть введены «штрафные санкции», предусматривающие полное исключение возможности получения новых файлов. Может использоваться даже блокировка по IP или МАС-адресу. В частности, этим отличается пиринговая сеть "Билайн".

Ни в коем случае не удаляйте файл, только-только завершив его скачивание. Если есть такая возможность, как можно дольше сохраняйте его на своем жестком диске.

Нельзя также перемещать или переименовывать полученные файлы, так как в этом случае другие пользователи также не смогут получить к ним доступ.

Ни в коем случае не занижайте искусственно скорость исходящего канала. Разумеется, такая передача в какой-то степени нагружает ваш жесткий диск и саму систему, однако не стоит так отмахиваться от нужд других людей.

Не помешает держать на компьютере десяток-другой популярных файлов, чтобы поддерживать систему.

Правообладателям: мы вовсе не советуем распространять пиратский софт или что-то подобное. Всегда можно только поприветствовать, если пользователь участвует в обмене дистрибутивами того же «Линукса», так как это значительно разгружает серверы компаний, которые и без того зачастую живут на одни пожертвования и работают исключительно на добровольческой основе!

О защите авторских прав

Мы уже отмечали, что пиринговые сети в последние годы ассоциируются исключительно с пиратством. И чаще всего такое отношение довольно-таки оправдано, так как пользователи массово скачивают не то... Вот только в большинстве случаев пиратскому контенту есть вполне адекватная и бесплатная замена. Всегда помните об этом!

Сеть P2P

Технология организации одноранговых сетей (peer-to-peer networking) , часто называемая технологией P2P, является одной из самых полезных и при этом часто неправильно понимаемых среди средств, появившихся в последние несколько лет. Когда люди думают о P2P, им на ум, как правило, приходит лишь одна вещь: возможность обмена музыкальными или видео файлами, зачастую незаконным образом. Это связано с тем, что приложения для обмена файлами наподобие BitTorrent стали очень популярными, а в них для работы используется именно технология P2P.

Однако, хотя технология P2P применяется в приложениях для обмена файлами, это вовсе не означает, что она не может использоваться в других приложениях. На самом деле эта технология может применяться в целом ряде других приложений, и она становится все более и более важной в современном мире повсеместных коммуникаций.

В Microsoft тоже не обошли стороной появление технологии P2P и стали разрабатывать собственные инструменты и средства для ее применения. Так появилась платформа Microsoft Windows Peer-to-Peer Networking , исполняющая роль своего рода каркаса для коммуникаций в приложениях P2P. В состав этой платформы входят такие важные компоненты, как PNRP (Peer Name Resolution Protocol - протокол преобразования имен членов) и PNM (People Near Me - соседние пользователи) .

Кроме того, в версию.NET Framework 3.5 было включено новое пространство имен System.Net.PeerToPeer и несколько новых типов и средств, позволяющих создавать приложения P2P с минимальными усилиями.

Обзор технологии P2P

Технология P2P представляет собой альтернативный подход к организации сетевых коммуникаций. Для того чтобы понять, чем P2P отличается от "стандартного" подхода к обеспечению коммуникаций, не помешает сделать шаг назад и вспомнить, что собой представляет связь типа "клиент-сервер". Коммуникации такого типа очень часто применяется в современных сетевых приложениях.

Архитектура типа "клиент-сервер"

Традиционно взаимодействие с приложениями по сети (в том числе Интернет) организуется с использованием архитектуры типа "клиент-сервер". Прекрасным примером могут служить веб-сайты. При просмотре веб-сайта происходит отправка по Интернет соответствующего запроса веб-серверу, который затем возвращает требуемую информацию. Если необходимо загрузить какой-то файл, это делается напрямую с веб-сервера.

Аналогично, настольные приложения, имеющие возможность подключения к локальной или глобальной сети, обычно устанавливают соединение с каким-то одним сервером, например, сервером баз данных или сервером, предоставляющим набор служб.

На рисунке ниже показан простой вариант архитектуры типа "клиент-сервер":

Ничего по сути неправильного в такой архитектуре нет, и на самом деле во многих случаях она будет оказываться именно тем, что нужно. Однако ей присуща проблема с масштабируемостью. На следующем рисунке показано, как она будет масштабироваться при добавлении дополнительных клиентов:

С добавлением каждого клиента нагрузка на сервер, который должен взаимодействовать с каждым клиентом, будет увеличиваться. Если снова взять пример с веб-сайтом, то такое увеличение нагрузки может стать причиной выхода веб-сайта из строя. При слишком большом трафике сервер просто перестанет реагировать на запросы.

Конечно, существуют варианты масштабирования, с помощью которых можно смягчить подобную ситуацию. Один из них предусматривает масштабирование "вверх" за счет увеличения мощи и ресурсов сервера, а другой - масштабирование "вширь" путем добавления дополнительных серверов. Первый способ, естественно, ограничивается доступными технологиями и стоимостью более мощного оборудования. Второй способ потенциально более гибкий, но требует добавления дополнительного уровня в инфраструктуру для обеспечения клиентов возможностью либо взаимодействовать с отдельными серверами, либо поддерживать состояние сеанса независимо от сервера, с которым осуществляется взаимодействие. Для этого доступна масса решений, таких как продукты, позволяющие создавать веб-фермы или фермы серверов.

Архитектура типа P2P

Одноранговый (peer-to-peer) подход полностью отличается от подхода с масштабированием "вверх" или "вширь". В случае применения P2P вместо того, чтобы сосредоточить усилия на попытках улучшить коммуникации между сервером и его клиентами, все внимание уделяется поиску способов, которыми клиенты могут взаимодействовать между собой.

Давайте для примера представим, что веб-сайтом, с которым взаимодействуют клиенты, является www.williamspublishing.com, а издательство Williams объявило о выходе новой книги на этом сайте и предоставлении его для бесплатной загрузки всем желающим, но лишь на протяжении одного дня. Не трудно догадаться, что при таком положении дел накануне появления книги веб-сайт начнет просматривать масса людей, которые будут постоянно обновлять его содержимое в своих браузерах и ожидать появления файла. Как только файл станет доступным, все они одновременно начнут пытаться загрузить его и, скорее всего, веб-сервер, который обслуживает веб-сайт, не выдержит такого натиска и выйдет из строя.

Чтобы предотвратить выход веб-сервера из строя, можно воспользоваться технологией P2P. Вместо отправки файла прямо с сервера сразу всем клиентам он может быть отправлен только определенному числу клиентов. Несколько остальных клиентов могут далее загрузить его у тех клиентов, у которых он уже есть. После этого еще несколько клиентов могут загрузить его у клиентов, получивших его вторыми, и т.д. По сути, этот процесс может происходить даже быстрее благодаря разбиению файла на куски и распределению этих кусков среди клиентов, одни из которых будут загружать их прямо с сервера, а другие - из других клиентов. Именно так и работают технологии файлообменных систем вроде BitTorrent, как показано на рисунке:

Особенности архитектуры P2P

Тем не менее, в описанной здесь архитектуре обмена файлами все равно остались кое-какие проблемы, которые должны быть решены. Для начала, каким образом клиенты узнают о том, что существуют другие клиенты, и как они будут обнаруживать фрагменты файла, которые, возможно, имеются у других клиентов? Кроме того, каким образом гарантировать оптимальное взаимодействие между клиентами, если их могут отделять друг от друга континенты?

Каждый клиент, участвующий в работе сетевого приложения P2P, для преодоления этих проблем должен быть способен выполнять следующие операции:

обнаруживать других клиентов;

подключаться к другим клиентам;

взаимодействовать с другими клиентами.

В том, что касается способности обнаруживать других клиентов, возможны два очевидных решения: поддержка списка клиентов на сервере, чтобы клиенты могли получать его и связываться с другими клиентами (называемыми peers- равноправными участниками), либо использование инфраструктуры (например, PNRP), которая позволяет клиентам обнаруживать друг друга напрямую. В большинстве файлообменных систем применяется решение с поддержкой списка на сервере и используются серверы, называемые "трекерами" (trackers) .

В файлообменных системах в роли сервера может также выступать и любой клиент, как показано на рисунке выше, объявляя, что у него имеется доступный файл, и регистрируя его на сервере-трекере. На самом деле в чистой сети P2P вообще не нужны никакие серверы, а лишь равноправные участники.

Проблема подключения к другим клиентам является более тонкой и распространяется на всю структуру используемой приложением P2P сети. При наличии одной группы клиентов, в которой все должны иметь возможность взаимодействовать друг с другом, топология соединений между этими клиентами может приобретать чрезвычайно сложный вид. Зачастую производительность удается улучшать за счет создания нескольких групп клиентов с возможностью установки подключения между клиентами в каждой из них, но не с клиентами в других группах.

В случае создания этих групп по принципу локальности можно добиться дополнительного повышения производительности, поскольку в таком случае клиенты получают возможность взаимодействовать друг с другом по более коротким (с меньшим числом прыжков) сетевым путям между машинами.

Способность взаимодействовать с другими клиентами, пожалуй, не так важна, поскольку существуют хорошо зарекомендовавшие себя протоколы вроде TCP/IP, которые вполне могут применяться и здесь. Конечно, допускается привносить свои улучшения, как в высокоуровневые технологии (например, использовать службы WCF, получая в распоряжение все предлагаемые ими функциональные возможности), так и в низкоуровневые протоколы (например, применять протоколы многоадресной рассылки и тем самым обеспечивать отправку данных во множество конечных точек одновременно).

Обеспечение клиентов возможностью обнаруживать, подключаться и взаимодействовать друг с другом играет центральную роль в любой реализации P2P.

Терминология P2

В предыдущих разделах уже было представлено понятие равноправного участника (peer) - именно так называют клиентов в сети P2P. Слово "клиент" в сети P2P не имеет никакого смысла, потому что здесь нет обязательного сервера, клиентом которого нужно быть.

Группы равноправных участников, которые соединяются друг с другом, называются ячейками (meshes) , облаками (clouds) или графами (graphs) . Каждая отдельная группа считается хорошо соединенной, если соблюдено хотя бы какое-то одно из следующих условий:

Между каждой парой равноправных участников существует путь соединения, позволяющий каждому участнику подключаться к другому равноправному участнику требуемым образом.

Между каждой парой равноправных участников существует относительно небольшое количество соединений, по которым они могут связываться.

Удаление одного равноправного участника из группы не лишает остальных равноправных участников возможности взаимодействия друг с другом.

Обратите внимание, что это вовсе не означает, что каждый равноправный участник должен обязательно иметь возможность подключаться к каждому другому равноправному участнику напрямую. На самом деле, если проанализировать сеть с математической точки зрения, то можно обнаружить, что для соблюдения упомянутых выше условий равноправным участникам необходимо иметь возможность подключаться к относительно небольшому количеству других равноправных участников.

Еще одним понятием в технологии P2P, о котором следует знать, является волновое распространение(flooding) . Под волновым распространением подразумевается способ, которым один фрагмент данных может передаваться по сети всем равноправным участникам и которым может производиться опрос других узлов в сети для обнаружения конкретного фрагмента данных. В неструктурированных сетях P2P этот процесс протекает довольно произвольно; при этом сначала устанавливается связь с ближайшими соседними равноправными участниками, которые затем, в свою очередь, связываются со своими ближайшими соседями, и т.д. до тех пор, пока не будет охвачен каждый равноправный участник в сети.

Также допускается создавать и структурированные сети P2P с четко определенными путями, по которым должно происходить распространение запросов и данных среди равноправных участников.

Решения P2P

При наличии подходящей инфраструктуры для P2P можно начинать разрабатывать не просто улучшенные версии клиент-серверных приложений, но и совершенно новые приложения. Технология P2P особенно подходит для приложений следующих классов:

приложения, предназначенные для распространения содержимого, в том числе упоминавшиеся ранее приложения обмена файлами;

приложения, предназначенные для совместной работы, такие как приложения, позволяющие открывать общий доступ к рабочему столу и "белой доске" (whiteboard);

приложения, предназначенные для обеспечения многопользовательской связи и позволяющие пользователям общаться и обмениваться данными напрямую, а не через сервер;

приложения, предназначенные для распределения обработки, как альтернатива приложениям для суперкомпьютеров, которые обрабатывают огромные объемы данных;

приложения Web 2.0, объединяющие в себе некоторые или все перечисленные выше приложения и превращающие их в динамические веб-приложения следующего поколения.

Работа с отдельными камерами и целыми системами видеонаблюдения через интернет приобрела широкую популярность благодаря ряду аналитических функций и оперативному доступу к устройствам.

Как правило, большинство технологий, которые для этого используются, требуют присвоения камере или видеорегистратору дорогостоящего белого IP адреса, сложной процедуры настройки с использованием сервисов UPnPct и DDNS. Альтернативой этому является применение технологии Р2Р.

Р2Р (peer-to-peer) – пиринговый протокол связи, отличается более эффективным использованием полосы пропускания канала передачи сигнала и высокими показателями отказоустойчивости.

Впервые термин peer-to-peer (Advanced Peer to Peer Networking) – расширенные одноранговые сети, был использован корпорацией IBM в сетях с классической одноуровневой архитектурой и равноправными рабочими станциями. Он применялся в процессе динамической маршрутизации без использования сервера, когда каждый ПК выполнял функцию и клиента, и сервера. Сейчас более свободная версия перевода аббревиатуры звучит как «равный к равному».

Основная область применения – это удаленное видеонаблюдение за различными объектами, например:

открытая складская или строительная площадка;
магазин или производственное помещение;
приусадебный участок или дача.

Камеры видеонаблюдения с Р2Р технологией передачи изображения используются преимущественно в бытовых небольших и средних частных системах видеонаблюдения, выполняя некоторые функции систем безопасности и тревожной сигнализации.

Идентификация камеры в сети интернет осуществляется по уникальному ID коду, который присваивается устройству производителем. Поиск и использование производится при помощи специального программного обеспечения и облачных сервисов .

ПРЕИМУЩЕСТВА Р2Р ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ

Простота настроек сетевого оборудования - основное преимущество Р2Р технологии перед другими способами передачи сигнала. Фактически, не имея глубоких познаний в сетевых протоколах, процедурах подключения и наладки, любой пользователь с начальными навыками работы в сети интернет может самостоятельно организовать удаленное видеонаблюдение.

Нет привязки к статическому IP адресу. Получение и содержание статического IP адреса может оказаться проблемой для рядового пользователя. Большинство провайдеров предоставляют услуги подключения к сети интернет на основании динамически изменяющихся IP адресов из определенного массива.

При каждом входе в сеть этот адрес для пользователя может изменяться, что потребует систематической настройки камер системы видеонаблюдения. Белый статический IP адрес провайдер предоставляет на платной основе и стоит эта услуга недешево.

Отсутствует зависимость от расстояния. Передача видеосигнала может осуществляться в любую точку планеты, где есть сеть интернет. Качество изображения зависит только от ширины канала и стабильной работы связи.

Возможность использования различных устройств для просмотра видео. Для осуществления мониторинга системы видеонаблюдения может использоваться как стационарный ПК или ноутбук, так и мобильные устройства: планшеты, смартфоны.

Доступная стоимость. Цена на камеры видеонаблюдения использующие технологию Р2Р не слишком отличается от стоимости обычных IP камер с сопоставимыми техническими и эксплуатационными параметрами.

Р2Р КАМЕРЫ ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ

Ниже рассмотрены основные производители Р2Р камер и некоторые их модели.

Falcon Eye – компания производитель оборудования для систем видеонаблюдения и безопасности. Специализируется на беспроводных системах охранных GSM сигнализаций. Имеет официальное представительство в России с 2005 года. вся продукция производителя, которая реализуется в нашей стране, сертифицирована и адаптированы для работы в сложных погодных условиях. Соответствуют международном у стандарту ISO – 90001.

Модельный ряд камер видеонаблюдения Р2Р включает:

Falcon Eye FE-MTR 1300;
Falcon Eye FE-MTR 300 P2P;
Falcon Eye FE-ITR 1300.

Все видеокамеры дают изображение в высоком разрешении 1280х720, могут работать при освещении 0,1 Люкс и имеют интерфейс передачи сигнала Lan и Wi-Fi (Falcon Eye FE-ITR 1300 только Lan). Кроме того они оснащены детектором движения и могут активировать процесс видеозаписи по тревоге.

Запись может осуществляться на видеорегистраторы , в облачный сервис или на карту памяти. Наличие микрофона и динамика превращает камеру в интерактивное устройство для двухсторонних переговоров.

Foscam – компания была основана в 2002 году. Специализируется на выпуске устройств и IP камер для GSM видеонаблюдения. Продукция прошла сертификацию по международному стандарту ISO 9001 и отечественным ГОСТам. Устройства оснащены детектором движения, слотами для карт памяти и интерфейсом RJ 45 (кабельное сетевое подключение витая пара).

Наиболее популярные модели:

Foscam FI9821P;
Foscam FI9853EP;
Foscam FI9803EP.

Zodiac – компания предлагает устройства для бытовых и профессиональных систем видеонаблюдения. Все Р2Р камеры оборудованы системой инфракрасной подсветки, что позволяет производить видеосъемку в темное время суток.

Модели, распространенные на рынке:

Zodiac 909W;
Zodiac 911;
Zodiac 808 выполнена в уличном варианте в корпусе со степенью защиты IP65.

НАСТРОЙКА Р2Р ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ

Настройка Р2Р видеокамеры занимает не более 5 минут и не требует глубоких знаний протоколов связи или сложных настроек программы. Независимо от используемой камеры или выбранного облачного сервиса алгоритм настройки следующий:

1. С сайта выбранного облачного сервиса скачивается и устанавливается программное обеспечение, совместимое с операционной системой устройства для просмотра.

2. Устанавливается камера, к ней подводится электропитание.

3. Камера подключается к сети интернет посредством локальной проводной сети или через беспроводные средства передачи информации – WiFi, GSM и т. п.

4. На устройстве для просмотра запускается ранее установленное ПО. В специальном поле для поиска набирается ID код. Его можно найти на корпусе камеры или в технической документации. У большинства моделей на корпусе так же размещают QR код, который можно отсканировать смартфоном или планшетом.

5. Для доступа к камере набирается стандартный пароль, который потом нужно обязательно сменить. У каждого производителя или модели он свой, указан на коробке или в паспорте устройства.

Установку системы Р2Р видеонаблюдения можно осуществлять и без использования камер с интегрированной технологией Р2Р. Достаточно в обычной систем видеонаблюдения использовать видеорегистратор с этой функцией. Тогда во время настройки необходимо указывать ID видеорегистратора, и через его интерфейс получить доступ к камерам.

Алгоритм настройки видеорегистратора ничем не отличается от настройки камеры. Примером такого устройства может служить гибридный видеорегистратор SPYMAX RL-2508H Light.

ОБЛАЧНЫЕ СЕРВИСЫ, ПОДДЕРЖИВАЮЩИЕ Р2Р ТЕХНОЛОГИЮ

Облачный Р2Р сервис является совокупностью серверов, которые дают возможность доступа к устройствам, поддерживающим соответствующую функцию. Таких ресурсов существует много. Они делятся на два типа. Сервисы, разработанные компаниями производителями оборудования.

Как правило, поддерживают только работу Р2Р камер компании разработчика. И универсальные сервисы, разработанные сторонними компаниями, которые совместимы с большинством устройств использующих Р2Р.

К примеру, сервисы Proto-X и RVi воспринимают только камеры и видеорегистраторы соответствующих разработчиков. Предустановки для быстрой настройки записывают еще на заводе в процессе производства.

Универсальный облачный Р2Р сервис – Easy4ip совместим с большинством популярных камер.

Для работы с Р2Р камерами необходимо ПО, устанавливаемое на устройстве просмотра:

PSS для операционной системы Windows и iOS;
iDMSS для мобильных устройств Apple;
gDMSS для устройств под управлением ОС Android.

Использование камер с Р2Р технологией дает возможность быстрой установки и настройки эффективной системы видеонаблюдения без привлечения дорогостоящих специалистов. Различные облачные сервисы предоставляют пользователю широкие функциональные возможности, аналогичные тем которые используются в сложных стационарных системах видеонаблюдения.