Peer-to-peer

Una posible clasificación de las redes P2P pudiera ser acorde a su grado de centralización:

Las tres topologías de red según los famosos grafos de Paul Baran que aplican también al diseño P2P.

Este tipo de red P2P se basa en una arquitectura monolítica en la que todas las transacciones se hacen a través de un único servidor que sirve de punto de enlace entre dos nodos y que, a la vez, almacena y distribuye los nodos donde se almacenan los contenidos.

Poseen una administración muy dinámica y una disposición más permanente de contenido. Sin embargo, está muy limitada en la privacidad de los usuarios y en la falta de escalabilidad de un solo servidor, además de ofrecer problemas en puntos únicos de fallo, situaciones legales y enormes costos en el mantenimiento, así como el consumo de ancho de banda.

Una red de este tipo reúne las siguientes características:

• Se rige bajo un único servidor, que sirve como punto de enlace entre nodos y como servidor de acceso al contenido, el cual distribuye a petición de los nodos.
• Todas las comunicaciones (como las peticiones y encaminamientos entre nodos) dependen exclusivamente de la existencia del servidor.

Algunos ejemplos de este tipo de redes son Napster y Audiogalaxy.

En este tipo de red, se puede observar la interacción entre un servidor central que sirve como hub y administra los recursos de banda ancha, enrutamientos y comunicación entre nodos pero sin saber la identidad de cada nodo y sin almacenar información alguna, por lo que el servidor no comparte archivos de ningún tipo a ningún nodo. Tiene la peculiaridad de funcionar (en algunos casos como en Torrent) de ambas maneras, es decir, puede incorporar más de un servidor que gestione los recursos compartidos, pero también, en caso de que el servidor o los servidores que gestionan todo caigan, el grupo de nodos puede seguir en contacto a través de una conexión directa entre ellos mismos, con lo que es posible seguir compartiendo y descargando más información en ausencia de los servidores. Este tipo de P2P presenta las siguientes características:

• Tiene un servidor central que guarda información en espera y responde a peticiones para esa información.
• Los nodos son responsables de hospedar la información (pues el servidor central no almacena la información) que permite al servidor central reconocer los recursos que se desean compartir, y para poder descargar esos recursos compartidos a los usuarios que lo solicitan.
• Las terminales de enrutamiento son direcciones usadas por el servidor, que son administradas por un sistema de índices para obtener una dirección absoluta.

Algunos ejemplos de una red P2P híbrida son BitTorrent, eDonkey y Direct Connect.

Las redes P2P de este tipo son las más comunes, siendo las más versátiles al no requerir de un gestionamiento central de ningún tipo, lo que permite una reducción de la necesidad de usar un servidor central, por lo que se opta por los mismos usuarios como nodos de esas conexiones y también como almacenadores de esa información. En otras palabras, todas las comunicaciones son directamente de usuario a usuario con ayuda de un nodo (que es otro usuario) quien permite enlazar esas comunicaciones. Las redes de este tipo tienen las siguientes características:

• Los nodos actúan como cliente y como servidor.
• No existe un servidor central que maneje las conexiones de red.
• No hay un enrutador central que sirva como nodo y administre direcciones.

Cada par dentro de esta arquitectura trata de mantener un cierto número de conexiones con otros pares durante todo el tiempo. Este conjunto de pares conectados transporta el tráfico de red, que está conformado esencialmente por peticiones y respuestas a esas peticiones, y varios mensajes de control que facilitan el descubrimiento de otros nodos (mensajes ping en Gnutella).

El modelo P2P puro es más robusto al no depender de un servidor central, además más económico. La principal desventaja es el elevado tiempo y sobrecarga de ancho de banda que suponen las búsquedas de información en la red. Además puede ser que el recurso buscado y existente ni siquiera pueda ser encontrado.

Algunos ejemplos de una red P2P "pura" son: Kademlia, Ares Galaxy, Gnutella, Freenet, Gnutella2 y Maidsafe.

La red de sobrecapa del P2P consiste en todos los usuarios que participan como nodos de red. Hay enlaces entre dos nodos cualesquiera que se conozcan: es decir, si un usuario participante conoce la localización de otro usuario en la red del P2P, entonces hay un borde dirigido del nodo anterior al último nodo en la red de sobrecapa. Basándonos en cómo los nodos en la red de sobrecapa se enlazan el uno al otro, podemos clasificar las redes del P2P como no estructuradas o estructuradas.

Se forma una red P2P no estructurada cuando los enlaces de la sobrecapa se establecen arbitrariamente. Tales redes pueden construirse muy fácilmente cuando un usuario que desea unirse a la red puede copiar enlaces existentes de otro nodo y después formar sus propios enlaces en un plazo determinado. Ejemplo de este tipo de red es Gnutella.

En una red P2P no estructurada, si un usuario desea encontrar información específica en la red, la petición tiene que recorrer toda la red para encontrar tantos usuarios como sea posible, para conseguir a alguien que comparta los datos. La desventaja principal con estas redes es que las peticiones no siempre podrán resolverse. Es muy probable que un contenido popular esté disponible para varios usuarios, y es muy probable que cualquier usuario que lo busque lo encuentre; sin embargo, si un usuario está buscando datos no muy populares que comparten sólo unos cuantos usuarios, será altamente probable que la búsqueda no dé los resultados esperados. Dado que no hay correlación entre un usuario y el contenido compartido por él, entonces no hay garantía de que el usuario encuentre al que tiene la información deseada.

El flooding también incrementa el tráfico en la red y, por lo tanto, estas redes suelen tener una eficacia muy baja en los resultados de búsqueda. La mayor parte de las redes populares P2P (Napster, Gnutella y KaZaA) son redes P2P sin estructura.

Las redes P2P estructuradas superan las limitaciones de las redes no estructuradas, mantienen una tabla de hash distribuida (DHT) y permiten que cada usuario sea responsable de una parte específica del contenido en la red. Estas redes utilizan funciones de hash distribuido y asignan valores a cada contenido y a cada usuario en la red. Después siguen un protocolo global en la determinación de qué usuario es responsable de qué contenido. De esta manera, siempre que un usuario desee buscar ciertos datos, utilizará el protocolo global para determinar al usuario o usuarios que lo tiene(n) y después dirigirá la búsqueda hacia estos. Algunas redes P2P estructuradas son:

• Chord
• Pastry P2P Network
• Tapestry P2P Network
• Content Addressable Network
• Tulip Overlay
• CAN (red p2p)

También se podría clasificar las redes P2P según su generación:

Se trata de las primeras redes P2P, es decir, la definición básica de P2P. El primer ejemplo más representativo de esta generación es Napster que sirvió para intercambiar archivos (no muy grandes) de música a través de una arquitectura centralizada en la que los archivos los almacenaban y los proporcionaban los usuarios.

En esta generación se implementó por primera vez la característica de descentralización, por la cual no existe ningún servidor central y todos los nodos actúan de la misma manera (como cliente y como servidor). Esta característica se ha extendido a la mayoría de las redes P2P actuales. Uno de los ejemplos más conocidos es BitTorrent que entre sus mejoras está el compartir archivos más grandes.

Middleware es software que se sitúa entre un sistema operativo y las aplicaciones que se ejecutan en él. Básicamente, funciona como una capa de traducción oculta para permitir la comunicación y la administración de datos en aplicaciones distribuidas. Un software Middleware funciona como un puente para unir 2 sistemas que son heterogéneos. De esta forma se logra disminuir las complejidades entre aplicaciones y sistemas operativos mediante la utilización de API. Tiene como función principal enmascarar la heterogeneidad del sistema distribuido para proporcionar un modelo de programación conveniente a los programadores de aplicaciones. Existen 2 tipos principales de middleware, de alto nivel y de bajo nivel.

Alto nivel[7]

Ofrece funcionalidades esenciales, generalmente relacionadas con cambios sobre el soporte básico TCP/UDP + IP. Ejemplos : Multicast sobre IP, Red virtual sobre la red IP subyacente y Marshalling.

Bajo nivel[7]

Es de invocación remota y esta centrada en el envío/recepción de datos. Ejemplos: Remote Procedure Call (RPC) y Remote Method Invocation (RMI).

En esta generación surgió el middleware P2P que es un tipo de middleware que da un soporte horizontal a un servicio web. Se trata de una plataforma en la red para acceder a los recursos de manera rápida y sin importar dónde estén ubicados.

El middleware P2P está diseñado para distribuir los recursos en múltiples nodos conectados vía internet. Además, se encarga de enviar los mensajes correspondientes desde los clientes hasta los dispositivos donde se encuentra la información buscada. Como consecuencia, los usuarios no necesitan preocuparse de dónde se almacena su información ni de cómo llegar hasta ella. El conocimiento sobre la ubicación de los recursos debe estar distribuido por toda la red. Cada nodo es responsable de conocer a detalle sus nodos vecinos y los archivos resguardados en su porción de red, además de tener información básica de la topología entera.

Napster (primera generación P2P), para solucionar dicho problema, mantenía un índice unificado de archivos disponibles. Sin embargo, en la segunda generación, los sistemas de archivos como Gnutella y Freenet hacen uso de índices distribuidos, con algoritmos específicos para cada sistema.

Los sistemas middleware P2P están diseñados específicamente para satisfacer la necesidad de ubicación automática de los objetos distribuidos que manejan los sistemas y las aplicaciones peer-to-peer.

• Requisitos funcionales: Su función es simplificar la construcción de servicios que se implementan en muchas máquinas en una red ampliamente distribuida. Para lograrlo, los clientes tienen que poder localizar y comunicarse con cualquier recurso individual de un servicio, aunque los recursos estén distribuidos entre varias máquinas.

Otro requisito importante es la capacidad de añadir nuevos recursos y eliminarlos cuando se desee, al igual que con los hosts.

De acuerdo con su definición como middleware, los sistemas middleware P2P deberían ofrecer una interfaz de programación sencilla para los programadores de la aplicación, independientemente de los recursos distribuidos que maneje la misma.

• Requisitos no funcionales: Para funcionar correctamente, los sistemas middleware P2P deben cumplir los siguientes recursos no funcionales:

- Escalabilidad global: Deben estar diseñados para admitir aplicaciones que acceden a millones de objetos de cientos de miles de hosts.

• Requisitos funcionales: Su función es simplificar la construcción de servicios que se implementan en muchas máquinas en una red ampliamente distribuida. Para lograrlo, los clientes tienen que poder localizar y comunicarse con cualquier recurso individual de un servicio, aunque los recursos estén distribuidos entre varias máquinas.

Otro requisito importante es la capacidad de añadir nuevos recursos y eliminarlos cuando se desee, al igual que con los hosts.

De acuerdo con su definición como middleware, los sistemas middleware P2P deberían ofrecer una interfaz de programación sencilla para los programadores de la aplicación, independientemente de los recursos distribuidos que maneje la misma.

• Requisitos no funcionales: Para funcionar correctamente, los sistemas middleware P2P deben cumplir los siguientes recursos no funcionales:

- Escalabilidad global: Deben estar diseñados para admitir aplicaciones que acceden a millones de objetos de cientos de miles de hosts.

- Balanceo de carga: El rendimiento de cualquier sistema distribuido depende de la distribución equilibrada de la carga de trabajo entre las máquinas. En los sistemas middleware P2P se logrará mediante la colocación aleatoria de recursos y la replicación de los recursos más usados.

- Optimización de las interacciones locales entre pares vecinos: La distancia entre los nodos que interactúan supone un impacto sustancial en la latencia de las interacciones individuales. La carga del tráfico de red también se puede ver afectada por esa distancia. Por ello, el middleware debe tratar de dejar los recursos a los que más accede un nodo, cerca del mismo.

El middleware P2P tiene, también, un papel fundamental dentro de la sincronización de los eventos dentro del sistema. Esta función hace posible que usuarios conectados desde diferentes dispositivos puedan interactuar en un ambiente virtual concurrentemente. Como el usuario espera interacciones en tiempo real, el middleware debe asegurarse de que la latencia sea baja y su comunicación fluida.

Algunos ejemplos de middleware P2P son el routing overlay (Red superpuesta), las tablas de hash distribuidas (Tabla de hash distribuida) -o DHT- y Kademlia (Kademlia).

Son las más recientes. En ellas se ha extendido y estabilizado el concepto de Middleware P2P que se dio a conocer en la segunda generación, descentralizando el proceso indizado (DHT) y estableciendo un enrutamiento más eficiente (routing overlay, tablas de encadenamiento). Implementan una comunicación no directa, cifrada y anónima.

Podemos clasificar las redes P2P según como protege la identidad:

• Sin características de anonimato
• Pseudónimo
• Red P2P Privada
• Friend-to-friend (de amigo-a-amigo)

Las redes peer to peer (igual a igual), ponen en práctica la red virtual superpuesta en la parte superior de la topología de la red física, donde los nodos de la capa forman un subconjunto de los nodos de la red física. Los datos se intercambian directamente sobre la red TCP / IP subyacente, pero en la capa de aplicación pares son capaces de comunicarse entre sí directamente, a través de los enlaces lógicos de superposición (cada uno de los cuales corresponde a un camino a través de la red física subyacente). Las superposiciones son utilizadas para la indexación y el descubrimiento de pares, y hacer que el sistema peer to peer sea independiente de la topología de red física. Basado en cómo los nodos están relacionados entre sí dentro de la red de superposición, y cómo se indexan y se encuentran recursos, podemos clasificar como redes no estructurada o estructurada (o como un híbrido entre los dos).

Recientemente están apareciendo una serie de sistemas que intentan proveer la máxima integración de los peer para lograr compartir eficientemente determinados recursos. Si el sistema está especializado en compartir la capacidad de procesamiento se le llama grid computacional, si está especializado en compartir la capacidad de almacenamiento se le llama grid de datos.

En relación con el intercambio de archivos el informe de la ONU Reporte Especial sobre la promoción y la protección del derecho a la libertad de expresión y opinión, analiza la legislación de distintos gobiernos que castiga y considera muy grave que pueda llegar a negarse a los ciudadanos el acceso a Internet. El informe dice así:[8]

Si bien las propuestas en marcha bloquean y filtran a los usuarios de contenido específico en la red, los Estados también han adoptado medidas para cortar el acceso a Internet por completo. Cortar a los usuarios este acceso, independientemente de la justificación que se presente, ya sea por derechos de autor u otras causas similares, es una medida desproporcionada y por lo tanto una violación del artículo 19, apartado 3, del pacto internacional sobre los derechos civiles y políticos.[8]

Algunos abogados especializados[9][10] y algunas asociaciones de consumidores y usuarios[11] afirman que es legal descargar archivos audiovisuales dentro del marco de la legislación actual, aunque estén sujetos a derechos de autor, amparándose en el derecho de copia privada y siempre que no haya ánimo de lucro.[12] Parten del supuesto de que se está cumpliendo con el requisito establecido por la ley del uso privado de la obra audiovisual para no solicitar ninguna autorización por parte del titular de los derechos de autor para la reproducción (copia); se produce únicamente durante la ejecución (audición o reproducción visual) de la misma.

En la actualidad el uso de las redes P2P está totalmente permitido en España, ya que su uso puede servir para compartir archivos personales, creaciones propias, obras bajo dominio público, distribuciones Linux o incluso software libre. No hay sanciones para quien utilice las redes de pares porque son una herramienta más para compartir cualquier tipo de archivos. Se han dado algunas acciones policiales contra personas acusadas de intercambio de pornografía infantil por parte de la policía, ya que el P2P permite que cualquiera pueda acceder a los archivos. Por consiguiente, el P2P ha servido también para combatir algunos crímenes.

El 11 de julio de 2008 el gobierno español anunció que aprovecharía la presidencia española de la Unión Europea en el primer semestre del 2010 para frenar el uso de las redes P2P.[13]

Referente a las páginas web de enlaces a redes P2P, el 18 de septiembre de 2008 se notificó el auto de la Audiencia Provincial de Madrid, en el que se confirma el sobreseimiento libre en el caso Sharemula, con lo cual se declaró que enlazarse a las redes de pares no constituye una actividad criminal.[14] La reforma del Código penal de 2015, sin embargo, introdujo un nuevo delito que sanciona "a quien, en la prestación de servicios de la sociedad de la información, con ánimo de obtener un beneficio económico directo o indirecto, y en perjuicio de tercero, facilite de modo activo y no neutral y sin limitarse a un tratamiento meramente técnico, el acceso o la localización en Internet de obras o prestaciones objeto de propiedad intelectual sin la autorización de los titulares de los correspondientes derechos o de sus cesionarios, en particular ofreciendo listados ordenados y clasificados de enlaces a las obras y contenidos referidos anteriormente, aunque dichos enlaces hubieran sido facilitados inicialmente por los destinatarios de sus servicios".

El 20 de diciembre de 2008, los colectivos Compartir es bueno y Hacktivistas realizaron una descarga pública de contenidos con Copyright mediante P2P frente a la sede del PSOE, avisando con diez días de antelación al Ministro de Cultura, César Antonio Molina, y al Jefe de la Unidad de Delitos Telemáticos de la Guardia Civil. La descarga se realizó sin problemas, con la presencia de la policía y de los medios de comunicación.[15][16]

• Otras redes: Applejuice, Audiogalaxy, Avalanche, CAKE, Chord, The Circle, Coral, Dijjer, FileTopia, Groove, Hamachi, iFolder, konspire2b, Madster/Aimster, MUTE, NeoRouter, OpenFT, P-Grid, IRC, MojoNation, Mnet, Octoshape, Omemo, Overnet, Peersites, Perfect Dark, Scour, SharingZone, Skype, Solipsis, soribada, Soulseek, SPIN, Swarmcast, WASTE, Winny, Wippien.