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P2P チュートリアル P2P の基礎 P2P の仕組み 最近の話題

P2P の基礎

昔から存在した P2P モデル P2P

Peer to Peer 同等の関係

発祥は 10 年以上前に遡る ARPANet

コンピュータ同士を対等な「ピア」として結びつけるという観念の上に成り立っていた

アプリケーション NetWare-Lite… 小規模なネットワークシステムに利用

P2P と C/S の特徴 P2P の特徴 – みんな頑張れ

安価なコストで構築できる 管理や監視がしにくい、隠蔽性が高い

C/S の特徴 – サーバー頑張れ クライアントの処理能力が小さくて済む 高性能なサーバーや大容量の回線等コストがかかる 中央管理や監視がしやすい

P2P のいろいろなサービス タイプ A: ファイル共有 タイプ B: CPU 資源共有 タイプ C: 協調作業支援

タイプ A: ファイル共有 MP3 などのファイルを共有、検索、交換できる

♪

♪

♪

タイプ A: ファイル共有の例 Napster

ハイブリット型 Gnutella

Pure P2P 型 WinMX Freenet

匿名性を高めている もっとも盛んな分野

Crypttobox, Espera, Winny, iMesh, Scour Exchange, Aimster, KaZaA

タイプ B: CPU 資源共有 巨大な処理をコンピュータで分散して処理

例）世界中のコンピュータで分担処理 例）複数の CPU で処理を分担

C/S TypeA

タイプ B: CPU 資源共有の例 SETI@HOME

http://setiathome.ssl.berkeley.edu/ 地球外からの電波を分析をし、地球外生命

体の存在を探す ガン治療プロジェクト

http://www.geocities.co.jp/Playtown/2824/jp2.html

ガンの治療薬の開発

タイプ C: 作業環境の共有 ファイル共有に加え、 IM, 音声チャット、テレビ会議など アプリケーション共有

タイプ C: 作業環境の共有の例 Groove

Lotus Notes の設計をした Ozzie 氏 サーバーのいらないグループウェア

データは各ユーザーが保持 Plug-in 形式のサポート

Microsoft Office アプリケーションの共有等ができる

Groove 見てみよう

P2P の分類 Hybrid Pure

Hybrid P2P

検索要求

ファイル検索結果server

PCPCデータ蓄積

※Napster がこの形態

ファイル名・user 名

コネクト要求ダウンロード開始 データ蓄積

ダウンロード要求

対象ファイル情報IP アドレス・ポート番号・パス

データのインデックス

Pure P2P Cache の配布　ファイルや index をサーバントへ配布　　→ファイルの保有情報

ディスカバリー　　サーバントが目的のファイルを持っているピアを探す手段　　

　　　→目的ファイル場所の特定

転送　　目的のファイルをダウンロード　　

Gnutella NullSoft の Justin Frankel と Tom Pepper

により 2000 年 3 月に開発された P2P タイプのファイル共有ソフトウェア

Pure P2P 型での実装、中央サーバーを必要としない

あらゆる種類のデータを扱うことができる

帯域幅をけっこう消費するため、リッチな回線環境が必要である

Gnutella 型 (1) Cache の配布

自分のピア

•ネットワーク内のノードはつながっているが、互いに何を保持しているかは検索するまでわからない

NetworkA

B

C

D E

F

G

Gnutella 型 (2) ディスカバリー見つかった！

自分のピア求めるデータのあるピア

dataA

B

C

D E

F

Gnutella 型 (3) 転送

自分のピア求めるデータのあるピア

dataA

B

C

D E

F

data

G

Freenet イアン・クラークの 1999 年の論文“ A

distributed decentralized information storage and retrieval system” 「分散自立型情報の保管と検索システム」

オープンソースで開発 情報の検閲なき配布 広帯域幅コンテンツの効率的分配

Freenet 型 ブロードキャストの代わりにルーティングを導入 関係のないピアには問い合わせを発行しなくてすみ、負荷が軽減される。

Freenet 型 (1) Cache の配布

※HTL （ TTL ） =2

•ソースデータと Hash 値をまわりにばらまく情報保持者

ソースデータNetwork

Hash 値

Hash 値

Hash 値

A

B

C

D E

F

data

G

data

data

Freenet 型 (2) ディスカバリー

見つかった！

自分のピア求めるデータのあるピア

data

A

B

C

D E

F求めるデータのハッシュ値=300

hash next0 ～ 699 C700 ～

799B

・・・ ・・・

G

Hash next100 ～

299F

300 ～499

E

・・・ ・・・

hash Next200 ～

299C

400 ～999

G

・・・ ・・・

Hash = 300

うちには無いよ！100 ～ 300

100 ～ 300

301 ～ 499

Freenet 型 (3) 　転送

自分のピア求めるデータのあるピア

A

B

C

D E

F

G

data

data

data datadata

既存の問題点 Gnutella 型

検索要求が溢れたり届かなかったりすることが多い

人気のあるノードでボトルネックが発生 Freenet 型

キャッシュがすぐに押し出される 安定するのに時間がかかる 帯域幅やトポロジを考えていない ( 中継者が細い

等 )

最近の話題

Winny ダウンロード板＠ 2ch.net にて開発中

申告した通信速度によって、階層的に接続 転送時に中間のノードが中継し匿名化 ダウンロード / 中継したノードがキャッシュ 内容ではなく保持キーをばらまく。

Winny ( 接続画面 )

Winny ( 検索画面 )

Winny ( ダウンロード画面 )

Winny の例 (検索リンク )1000 1000

100200

1580 50

B:300

A:60 C:50

Winny の例 ( 保持キー )1000 1000

100200B:300

1580 50 C:50

•上流に保持キーを流していく。

index

data

index index

index

index

A:60

A:60

Winny の例 ( 検索キー )1000 1000

100200

1580 50

index

•上流に検索キーを流していく。!

B:300

C:50index

index

index

index

A:60

Winny の例 ( 転送リンク )1000 1000

100200

1580 50

•発見したノードが中継を行う。!

B:300

C:50

data

現時点での問題点 保持キー / 検索キーがやはり溢れる。

現時点で推定１万ノード超 保持キーがバッファから押し出される。

カテゴリによるグループ化 (未実装 )

グループ化 角度がカテゴリ、中心からの距離が速度

xDSL

ISDN

FTTH

グループ化 (Cont.) 近いノードは検索が成功しやすい。

A映画

C

JPOP

B

おしまい

P2P の歴史

昔から存在した P2P モデル P2P とは

Peer to Peer 同等の関係

発祥は 10 年以上前に遡る ARPANet

コンピュータ同士を対等な「ピア」として結びつけるという観念の上に成り立っていた

草創期のインターネットプログラムは，接続を簡素化するため，サーバを仲介せずに，コンピュータ同士で通信するものだった

アプリケーション NetWare-Lite… 小規模なネットワークシステムに利用

ディスカバリー求めるファイル･サービスを提供してくれる相手をどうみつけるの？

Winny 型 あらかじめ、データを持っているピアから、そのデータがあるというインデックスの情報が、グループ内に投げられ、キャッシュされている。 データがほしいピアはそのインデックスの情報を探しに、問い合わせを投げる。 求めるデータのインデックスに達することができればよいので、早い時点で見つかる可能性は高い。 ただ、インデックスと実データの同期が取れているとは限らず、インデックスが見つかったのに、実際のデータを持っているピアがオフラインだったりする可能性はある。

P2P のいろいろなサービス scottie@sfc.wide.ad.jp

P2P モデルの分類

ICQMSN-Messanger

NapsterGnutellaFreeNetWinny

P2P アプリケーションP2P なコミュニケーション

再び注目される P2P Napster

従来の技術を使った Web サイトにはない優位性従来だと…・すべてのデータを持つのでサーバーに重い負荷がかかる・優秀なエンジニアやサイト構築に多大な資金が必要

P2P技術を用いると…・データの目次だけ持てばいいのでサーバーへの負荷が軽減される・少ないコストと人材で構築できる

B

Pure P2P

Network

検索依頼 A の検索依頼自分の index を検索ない 自分の index を検索

検索結果C の検索結果A C

ダウンロード開始コネクト要求

※Gnutella がこの形態

ディスカバリー Gnutella 型 Freenet 型 Winny 型

Cache の配布 Gnutella 型… Cache なし Freenet 型…データの hash値をブロー

ドキャスト Winny 型…データの index の cache をブ

ロードキャスト※hash 関数…原文から固定長のぶつかりの少

ない値を生成する演算手法。

P2P の今後 様々な研究分野がある。

ネットワークの構成 相手の発見 セキュリティの確保 ( 匿名性 ,正確性 ,etc.) アプリケーション

ネットワークの構成 網状に構成するだけでは効率が悪い。

自律的なグルーピング ハッシュ値を利用 (Freenet) 通信速度を利用 (Winny)

相手の発見 意味情報を利用した検索 (SIONet)

NTTみらいねっと研究所 ファイル名の代わりに意味情報を付加。 イベントプレースとして転送範囲を限定す

ることで意味情報の一意性を確保。 自然言語処理による自動分類

セキュリティの確保 匿名性

基本的には転送に中継を挟むことで確保 Freenet Winny

正確性 電子署名等を利用

Winny 型（１）： Cache の配布

index

index

自分のピア

• 保持データの index をbroadcast

index

※HTL （ TTL ） =2

Network

情報保持者

Winny 型（２）：ディスカバリー

index

index

indexIndex

自分のピア 見つかった！求めるデータのあるピア

data

A

B

C

D E

F

G