Sistemas Punto a Punto

 P2P

Los sistemas punto a punto (P2P) representan un paradigma para la construcción de aplicaciones y sistemas distribuidos en los que cada máquina (hosts) en Internet aportan datos y recursos computacionales;  permiten compartir estos datos y recursos a gran escala al eliminar cualquier requisito de servidores administrados por separado y su infraestructura asociada. Estos sistemas se utilizan para compartir archivos, almacenamiento en caché web, distribución de información y otros servicios, explotando los recursos de decenas de miles de máquinas en Internet.

Características de los Sistemas P2P

• El diseño de los sistemas P2P asegura que cada usuario aporte recursos al sistema. 
• Aunque los usuarios pueden diferir en los recursos que aportan, todos los nodos en un sistema P2P tienen la misma capacidad funcional y la misma responsabilidad. 
• El correcto funcionamiento de un sistema P2P no depende de la existencia de ningún sistema administrado centralmente. 
• Una cuestión clave para el funcionamiento eficiente de un sistema P2P es la elección del algoritmo para la ubicación de datos en los hosts y  su  posterior acceso  de manera que equilibre la carga de trabajo y garantice la disponibilidad sin agregar gastos generales indebidos.

Ubicación y enrutamiento de un Objeto Distribuido.

Un sistema P2P  de distribución de contenido esta conformado por una red de computadoras pares (nodos) y conexiones (enlaces) entre ellos. Esta red se forma encima de redes independiente de la red informática física subyacente (normalmente IP) y, por lo tanto, se denomina red superpuesta o una red de redes. 

Una red superpuesta ofrece: 

• un servicio que se adapta a las necesidades de una clase de aplicación o un servicio particular de nivel superior, por ejemplo, distribución de contenido multimedia;
• operación más eficiente en un entorno de red determinado, por ejemplo, enrutamiento en una red ad hoc; 
• una función adicional, por ejemplo, multidifusión o comunicación segura.

 Las redes superpuestas tienen las siguientes ventajas:

• Permiten definir nuevos servicios de red sin requerir cambios en la red subyacente.
• Fomentan la experimentación con servicios de red y la personalización de servicios para clases particulares de aplicaciones. 
• Se pueden definir múltiples superposiciones y pueden coexistir, siendo el resultado final una arquitectura de red más abierta y extensible.

Clasificación de Redes Superpuesta

Las redes superpuesta son centralizadas, desestructurada y estructuradas. Estas son sus características.

 

1. Red Superpuesta Centralizada. 

Se clasifican en:

  Arquitecturas puramente descentralizada.

• Todos los nodos de la red realizan las mismas tareas, actuando como servidores y clientes, indistintivamente. 
• No existe una coordinación central de sus actividades 

 Arquitecturas descentralizadas híbrida.

• Algunos de los nodos son supernodos y actúan como índices centrales locales
• Los supernodos se asignan dinámicamente (varía entre los diferentes sistemas) y, si fallan, se reemplazan automáticamente por otros.

Arquitecturas centralizadas

• Un servidor central que facilita la interacción entre pares
• El servidor mantiene directorios de metadatos que describen los archivos compartidos almacenados por los nodos pares
• El servidor realiza las búsquedas e identifica los nodos que almacenan los archivos.

2. Red Superpuesta No Estructurada. 

 La ubicación del contenido (archivos) no tiene ninguna relación con la topología de la red superpuesta. En una red no estructurada,  es necesario localizar el contenido, ya que:

• Ubicación del recurso  solo lo  conoce el remitente 
• Los compañeros y los recursos no tienen un identificador especial   
• Cada par es responsable solo de los recursos que envió 
• Introducción de nuevos recursos en cualquier lugar

La tarea principal es a) encontrar todos los nodos almacenando que están a cargo de los recursos que se ajustan a algunos criterios, y b) comunicarse directamente entre pares después de haber identificado a esos pares.

        Ejemplo de este tipo de redes es Napster y Gnutella 

3. Red superpuesta estructurada

La topología de superposición está estrictamente controlada y los archivos (o sus punteros) se colocan en ubicaciones especificadas con precisión. Básicamente, estos sistemas proporcionan una correspondencia entre el contenido (p. ej., el identificador del archivo) y la ubicación (p. ej., la dirección del nodo), en forma de una tabla de enrutamiento distribuida.

Las cualidades de estas redes:

• La ubicación de los recursos no solo la conoce el remitente

• Cada par bien puede ser responsable de  recursos que no ha enviado

• Agregar nuevos recursos en una ubicación específica (incluye identificadores (únicos) de pares y recursos)

• PeerIDs y ObjectIDs (RessourceIDs) deben ser el mismo tipo de claves

• Cada par es responsable de un rango específico de ObjectID (RessourceID)

La tarea principal es enrutar las consultas a través de la red superpuesta a pares con identificaciones específicas. Pastry es un ejemplo de este tipo de Redes

Referencias

1. Coulouris, George F. Distributed Systems: Concepts and Design. Boston: Addison-Wesley, 2012.
2. Tanenbaum, Andrew S., and Maarten van Steen. Distributed Systems: Principles and Paradigms. Upper Saddle River, NJ: Pearson Prentice Hall, 2007.