Peer-to-Peer-Netzwerke

Prüfungen:

Die Scheine des ersten Prüfungstags können bei mir oder Sabine Helwig abgeholt werden.

Die Prüfungsgespräche finden am Lehrstuhl 12 in Tennenlohe statt. (-> Anfahrtbeschreibung)

Folien:

• 1. Vorlesung
• 2. Vorlesung
• 3. Vorlesung
• 4. Vorlesung
• 5. Vorlesung
• 6. Vorlesung
• 7. Vorlesung
• 8. Vorlesung
• 9. Vorlesung
• 10. Vorlesung
• 11. Vorlesung
• 12. Vorlesung
• 13. Vorlesung

Übungsblätter:

• Blatt 1 (pdf, ps)
• Blatt 2 (pdf, ps)

Literatur:

• Peter Mahlmann, Christian Schindelhauer. Peer-to-Peer-Netzwerke - Algorithmen und Methoden. Springer, 2007. Das Buch ist erschienen und kann im einschlägigen Buchhandel erworben/bestellt werden.

Beschreibung:

Im Jahr 1999 programmierte der damals 19-jährige Shawn (Napster) Fanning ein denkbar einfaches Netzwerk, das den Zugriff auf Dateien anderer Teilnehmer direkt über das Internet zuließ. Dieser Zugriff zwischen gleichen Teilnehmer wird Peer-to-Peer genannt. Wenig später folgte mit Gnutella das erste echte Peer-to-Peer-Netzwerk, das auch die Suche nach geeigneten Dateien ohne zentrale Steuerungsmechanismen ermöglicht. Aber Gnutella war langsam und unzuverlässig.

Die Ineffizienz von Gnutella motivierte viele, bessere Netzwerke zu erfinden. 2001 gab es mit CAN und Chord die ersten Peer-to-Peer-Netzwerke mit effizienter Suche und bald sollten weitere folgen. Während sich Wissenschaftler mit immer besseren Netzwerkstrukturen übertrumpften, veröffentlichten Programmierer immer bessere Software im Internet, die ihre Ideen umsetzten. Die Schattenseite dieser Entwicklung ist, daß die allermeisten Peer-to-Peer-Netzwerke von den Benutzern dazu mißbraucht werden, gegen geltende Urheberschutzvorschriften zu verstoßen: Nutzer tauschen uneingeschränkt Musikstücke und neuerdings Filme aus. Schätzungen zufolge soll mittlerweile mehr als 50% des gesamten Transportvolumens im Internet diesem Zweck dienen. Dadurch entstand ein bis heute ungelöstes Spannungsfeld zwischen massenhafter illegaler Nutzung von Peer-to-Peer-Netzwerken und den Leidtragenden dieser Entwicklung, der Musik- und Filmindustrie.

Ziel dieser Vorlesung ist es, den Studierenden ein grundsätzliches Verständnis der Techniken der aktuellen Peer-to-Peer-Netzwerke zu verschaffen und Methoden vorzustellen, die vielleicht erst in einigen Jahren umgesetzt werden. Die Veranstalung richtet sich in erster Linie an Studenten der Informatik ab dem 5. Semester. Daher werden allgemeine Kenntnisse der Grundlagen der Informatik vorausgesetzt.

Inhalte:

•  Kurze Geschichte der Peer-to-Peer-Netzwerke
• Was ist ein Peer-to-Peer-Netzwerk?
• Peer-to-Peer-Netzwerke dieses Jahrhunderts
• Ältere Peer-to-Peer-Netzwerke
• Das Internet: Unter dem Overlay
• Die Schichten des Internets
• IP: Routenwahl im Internet
  
• TCP: Das Transportprotokoll
  
•  Die ersten Peer-to-Peer-Netzwerke
  
• Napster
• Gnutella
  
• Die Verbindungsstruktur von Gnutella
• Hybride Netzwerke: Gnutella II und Kazaa
• CAN: Adressierbare Inhalte in einem verteilten Netzwerk
• Chord
• Pastry und Tapestry
• Gradoptimierte Netzwerke
• Viceroy
• Distance-Halving
  
• Koorde
  
• Netzwerke mit Suchbäumen
  
• Skipnet und Skip-Graphs
• P-Grid
  
• Selbstorganisation
• Pareto-Netzwerke
• Zufallsnetzwerke
  
• Selbstorganisation
• Metrikbasierte Netzwerke
• Sicherheit in Peer-to-Peer-Netzwerken
  
• Anonymität
• Datenzugriff: Der schnelle Download
  
• Peer-to-Peer-Netzwerke in der Praxis
• eDonkey
  
• FastTrack
  
• Bittorrent
  
• Peer-to-Peer-Verkehr
• Juristische Situation