Evolución y Arquitecturas de las Redes P2P: De Napster a BitTorrent

Evolución de las Arquitecturas de Redes P2P

Napster (Arquitectura Centralizada)

Napster alcanzó un máximo de 1,5 millones de usuarios simultáneos antes de su cierre por infracciones de copyright. Poseía una base de datos centralizada con relaciones entre contenidos e direcciones IP. Para actualizar la base de datos, los clientes anuncian al servidor los ficheros que comparten y el servidor central debe conocer cuándo un cliente se conecta mediante pings periódicos o una conexión TCP abierta con cada usuario.

• Ventajas: Simplicidad; búsquedas con tiempos breves gracias a motores de búsqueda sofisticados en el servidor central (radio de búsqueda de orden 1).
• Inconvenientes: Único punto de fallo; el servidor procesa todo, generando un cuello de botella; baja escalabilidad; infracción por copyright (transferencia de archivos descentralizada).

Gnutella (Arquitectura Pura)

En Gnutella, los participantes forman una red overlay. La búsqueda de ficheros es recursiva (flooding): un nodo pregunta a sus vecinos y estos, a su vez, a sus otros vecinos.

• Ventajas: Pares con responsabilidades similares; sin directorios de información en los pares; descentralización total (sin punto de fallo); coste de búsqueda distribuido.
• Inconvenientes: Tiempo de búsqueda no acotado; sobrecarga en la red (por flooding); falta de estabilidad; al entrar o salir nodos, la red se vuelve inestable.

Kazaa (Arquitectura Híbrida)

En Kazaa, cada par puede actuar como líder de un grupo (supernodo). El líder rastrea el contenido de sus "hijos", y estos consultan al líder, quien a su vez consulta con otros líderes.

• Ventajas: Sin directorio centralizado (sin punto de fallo); valora la heterogeneidad de la red al elegir al líder (considerando ancho de banda, conexión a internet y recursos de cómputo); mejora los tiempos de respuesta respecto a Gnutella.
• Inconvenientes: No proporciona garantías sobre el tiempo de búsqueda; los líderes pueden sobrecargarse.

BitTorrent (Arquitectura Híbrida)

BitTorrent divide los ficheros en fragmentos y permite que los pares intercambien dichos fragmentos hasta que todos completen el fichero.

• Ventajas: Funciona razonablemente bien; incentiva a los participantes a compartir y evita a los freeloaders; fomenta la colaboración entre participantes.
• Inconvenientes: Latencia (por ficheros pequeños y sobrecarga de cabeceras); problemas de escalabilidad (el tracker puede ser un punto de fallo); la robustez depende de la voluntad de los participantes.

eMule

eMule permite el intercambio de partes de archivos (chunks) entre los pares. La búsqueda se puede realizar mediante una red de servidores. Utiliza un sistema de colas cíclicas con prioridades, donde las peticiones pendientes guardan turno en la cola y la prioridad depende del intercambio mutuo. Además, implementa un sistema de créditos: quien más sube a la red, más puede descargar.