Orakel soll P2P-Netze schneller und billiger machen
Der intelligente Aufbau von Peer-to-Peer-Netzwerken ist schwer. Von ihrer Architektur her stellen P2P-Netze eine zusätzliche Netzwerkschicht im Internet bereit, die Fachleute als "overlay" bezeichnen. Diese zusätzliche Netzwerkschicht weist aufgrund der bisher üblichen P2P-Protokolle eine hohe topologische Unabhängigkeit von der IP-basierten Internetstruktur auf. Diese Unabhängigkeit ermöglicht einerseits den enorm flexiblen Aufbau von P2P-Netzen, andererseits erschwert sie das effiziente Routing zwischen den Knoten des Netzwerks.
Statt auf die optimierten Routingtabellen der Internetrouter zurückgreifen zu können, müssen P2P-Netze eigene Routingtabellen anlegen und pflegen. Dabei können die Routingstrecken weite Wege zwischen Clients vorgeben, die in aller Welt und ganz unterschiedlichen Teilnetzen verteilt sind. Außerdem kommen permanent P2P-Clients zum Netzwerk hinzu oder verabschieden sich daraus. Dieses Phänomen, das als churn(öffnet im neuen Fenster) bezeichnet wird, macht eine häufige Neuorganisation der Routingtabellen erforderlich.
Aus Sicht der Internetprovider (ISPs), die Bandbreite zur Verfügung stellen müssen, führt das teils abenteuerliche P2P-Routing oft zu hohen Kosten: Für Datenverkehr, der ihr Netz verlässt und über internationale Leitungen wandert, müssen sie Geld an die Backbone-Betreiber zahlen. Angesichts dessen, dass je nach Quelle 20 bis 70 Prozent des Traffics in den Backbone-Leitungen von P2P-Netzen verursacht wird, wird das Einsparpotenzial deutlich, das mit einem intelligenteren Routing verbunden wäre.
Anja Feldmann(öffnet im neuen Fenster) von den Deutschen Telekom Laboratories und Professorin an der TU-Berlin, stellte bei der diesjährigen Peer-to-Peer-Konferenz in Aachen einen Lösungsansatz vor. Ein sogenanntes "Orakel" soll ISPs und P2P-Entwickler/-Netzbetreiber zu mehr Kooperation bewegen. Dieses Orakel stellt P2P-Clients wesentliche Informationen über die Netzwerkeigenschaften im jeweiligen Netzwerksegment des ISPs zur Verfügung. Die P2P-Clients sollen diese Informationen dann beim Aufbau der Routingtabellen nutzen, um die Topologie des P2P-Netzwerkes besser der unterliegenden Topologie der IP-Verbindungen anzupassen. Die optimalen Nachbarn eines Knotens könnten so mit Hilfe des ISPs aus demselben Netzwerksegment wie der Knoten gewählt werden – und nicht vom anderen Ende der Welt.
Das von Anja Feldmann vorgeschlagene Verfahren sieht so aus, dass P2P-Clients in der Phase der Auswahl ihrer Nachbarn eine Liste mit Kandidaten an das Orakel bei ihrem ISP senden. Das Orakel stellt eine Reihe mit Eigenschaften der Kandidaten (Distanz in Hops, Reaktionszeit, Bandbreite) zusammen, basierend auf dem Wissen des ISPs über die tatsächliche IP-Infrastruktur, und liefert diese in Form einer Rangliste mit IP-Adressen an den P2P-Client. Der Client wählt dann aus der Liste die optimalen Nachbarn aus. Die Implementierung des Orakels würde als Webservice oder UDP-Service mit öffentlich bekannter Adresse erfolgen.
Wenn das Orakel bei vielen ISPs eingesetzt würde, würden aus gänzlich unstrukturierten P2P-Netzen teilstrukturierte Netze werden. Der Datentransfer innerhalb der entstandenen P2P-Netzwerksegmente könnte schneller und aus Sicht der ISPs vor allem billiger abgewickelt werden, da weniger Datenpakete zwischen den ISPs geroutet werden müssten. Aus der Perspektive des P2P-Netzes würden der Aufbau der Routingtabellen beschleunigt und Bandbreitenengpässe verhindert.
In Kooperation mit diversen ISPs und Backbone-Betreibern hat das Team von Feldmann in umfangreichen Simulationen den Einsatz des Orakels unter Variation einer Fülle von Parametern getestet. Die Ergebnisse(öffnet im neuen Fenster), die Feldmann in Aachen vorstellte, waren vielversprechend: kürzere Laufzeiten, mehr verfügbare Bandbreite und weniger Engpässe.
Ohne Einsatz des Orakels verbleiben zwischen 10 und 35 Prozent des P2P-Traffics innerhalb des Netzwerkes eines ISPs. Mit Hilfe des Orakels konnte dieser Anteil auf 55 bis 80 Prozent gesteigert werden. Die effektiven Downloadzeiten verkürzten sich um ein Sechstel bis ein Drittel.
Feldmann kündigte an, das von ihrem Team entwickelte Orakel werde in absehbarer Zeit als Open-Source-Software veröffentlicht. Dazu wird es Patches für populäre P2P-Clients (unter anderem Gnutella, BitTorrent und eDonkey) geben.
Warum sollten sich ISPs auf den Einsatz des Orakels einlassen? Zum einen bedeutet weniger Traffic für die Provider Kosteneinsparungen in nicht unerheblichen Größenordnung. Darüber hinaus wurde das Orakel so entwickelt, dass Inhalte, die von Clients verbreitet werden, beim ISP nicht gespeichert werden. Das soll eine Haftung des ISPs für möglicherweise vom Kunden begangene Urheberrechtsverletzungen ausschließen.
Die in Aachen versammelten P2P-Forscher lenkten die Aufmerksamkeit auf Fragen von Sicherheit und Datenschutz beim Ansatz von Feldmann. Sie sahen ein Risiko darin, dass böswillige Clients die Orakel-Liste einfach in umgekehrter Reihenfolge auswerten könnten, um den Datenverkehr künstlich zu verlangsamen. Sie bezweifelten auch, dass die P2P-Nutzer ihren ISPs das notwendige Vertrauen entgegenbringen, um sich auf deren Zuarbeit beim Filesharing zu verlassen.
Schließlich wurde auf ein Dilemma hingewiesen, das entsteht, wenn mehrere Provider nach dem Orakel-Modell zusammenarbeiten sollen: Nicht alle Provider haben Interesse daran, den Datenverkehr lokal auf einzelne Segmente zu konzentrieren. Insbesondere die Backbone-Provider (Tier-1 Carrier(öffnet im neuen Fenster)) wollen, dass möglichst viele Datenpakete zwischen unterschiedlichen ISPs ausgetauscht werden. Schließlich verdienen sie ihr Geld mit dem Verkauf von Leitungskapazitäten an die ISPs. Diesem Dilemma könnte man aber mit Serviceverträgen begegnen, antwortete Feldmann.
Im Rahmen der P4P-Arbeitsgruppe(öffnet im neuen Fenster) (P4PWG) gibt es bereits Standardisierungsbemühungen für eine Kooperation zwischen ISPs und P2P-Netzwerken. Gegründet auf Initiative des P2P-Anbieters Pando Networks(öffnet im neuen Fenster) und des Netzwerkanbieters Verizon gehören zur Arbeitsgruppe inzwischen eine ganze Reihe von Backbone-Providern, ISPs, Medien- und Technologieunternehmen sowie Forschungseinrichtungen, von denen der überwiegende Teil aus den USA stammt. Die P4PWG arbeitet an einem ganz ähnlichen Verfahren wie Feldmann. Dabei sollen von den ISPs betriebene iTracker die P2P-Clients mit optimierten Routinginformationen versorgen. Erste Feldversuche(öffnet im neuen Fenster) lieferten auch hier vielversprechende Ergebnisse. Es scheint, dass die Zeit für eine Kooperation von Internetprovidern und P2P-Anbietern reif ist. [von Robert A. Gehring]
- Anzeige Hier geht es zur AVM Fritzbox 7590 AX bei Amazon Wenn Sie auf diesen Link klicken und darüber einkaufen, erhält Golem eine kleine Provision. Dies ändert nichts am Preis der Artikel.