Escalabilidade global

Um dos objetivos das aplicações peer-to-peer é explorar os recursos de hardware de um grande número de hospedeiros conectados à Internet. Assim, essas aplicações devem ser projetadas de modo a suportar o acesso a milhões de objetos em dezenas ou centenas de milhares de hospedeiros.

cançado através da colocação aleatória de recursos, juntamente com a utilização de réplicas dos recursos mais utilizados.

Otimização de interações locais entre nodos vizinhos

A “distância de rede” entre os nós que interagem tem um impacto substancial na latência das interações individuais, como por exemplo, clientes requisitando acesso à recursos. A carga do tráfico da rede também é impactada por isso. As aplicações devem colocar os recursos perto dos nós que mais os utilizam.

Disponibilidade

A maioria dos sistemas peer-to-peer são constituídos de computadores hospedeiros que são livres para se juntar ou sair do sistema à qualquer hora. Além disso, os segmentos de rede utilizados nos sistemas peer-to-peer não são gerenciados por alguma autoridade; nem possuem garantias de qualidade de serviço. Um grande desafio para os sistemas peer-to-peer é prover um sistema confiável apesar desses fatos. Quando novos hospedeiros se juntam, eles devem ser integrados ao sistema e a carga deve ser redistribuída para explorar esses novos recursos. Quando eles saem do sistema voluntariamente ou involuntariamente, o sistema deve detectar a partida deles, e redistribuir as suas cargas e os seus recursos.

Segurança dos dados

Em sistemas de escala global com participantes de origens diversas, confiança deve ser construída com o uso de autenticação e mecanismos de criptografia para garantir a privacidade dos dados e da informação.

Anonimidade, negabilidade e resistência à censura

Anonimidade é uma preocupação legitima em muitas situações que demandam resistência à censura. Um requisito relacionado é que hospedeiros que guardam dados devem ser capazes de negar plausivelmente a responsabilidade sobre a posse e o suprimento deles. A utilização de um grande número de hospedeiros em sistemas peer-to-peer pode ser útil em alcançar essas propriedades.

Uma abordagem alternativa à distribuição horizontal, bastante comum nas arquiteturas modernas, se baseia na distribuição dos clientes e dos servidores, o que se chama de distribuição horizontal. Nessa distribuição, um cliente ou um servidor pode estar fisicamente dividido em partes logicamente equivalentes, onde cada parte opera sobre a sua própria porção dos dados, o que balanceia a carga. Os sistemas peer-to-peer se baseiam na distribuição horizontal.

Olhando de uma perspectiva de alto nível, os processos que constituem um sistema peer-to-peer são todos iguais. Isso significa que as funções necessárias devem estar em todos os processos que constituem o sistema distribuído. Como consequência, a maior parte da interação entre os processos é simétrica: cada processo atua como um “cliente” e um “servidor” ao mesmo tempo.

Características
Sistemas peer-to-peer compartilham essas características:
- O seu design garante que cada usuário contribui com recursos para o sistema.
- Apesar de que eles podem diferir nos recursos que contribuem, todos os nodos em um sistema peer-to-peer possuem as mesmas capacidades funcionais e responsabilidades.

Descentralização

A correta operação de sistemas P2P não depende da existência de um sistema de administração centralizado. Assim, sistemas P2P se confudem com sistemas descentralizados. Num sistema totalmente descentralizado, não só todos os hospedeiros são iguais, mas também não há hospedeiros com atribuições especiais, como administração e descoberta de serviços. Na prática, construir sistemas totalmente descentralizados pode se tornar difícil, o que faz os projetistas geralmente adotarem paradigmas híbridos na construção de aplicações P2P. O DNS por exemplo, é um protocolo peer-to-peer, porém com um senso embutido de hierarquia. Há outros exemplos de sistemas P2P no seu núcleo e com alguma organização semi-centralizada, como o Napster e BitTorrent.

Heterogeneidade

Em redes peer-to-peer, a heterogeneidade dos recursos envolvidos é uma preocupação que deve ser levada em conta durante o seu projeto. Computadores e conexões administrados por diferentes usuários e organizações não têm garantias de ficarem ligados, conectados ou sem falhas, o que os torna necessariamente recursos voláteis. Isso torna a disponibilidade dos nodos de uma rede peer-to-peer imprevisível. Essa imprevisibilidade não permite garantir acesso a recursos individuais, já que eles podem falhar. Para contornar isso, é possível lançar mão da técnica de replicação, diminuindo consideravelmente a probabilidade de falha ao acessar um objeto replicado. A replicação pode também tornar o sistema mais confiável se utilizada para neutralizar a ação de nodos maliciosos, que interceptam o sistema e corrompem os dados, através de técnicas de tolerância à falhas bizantinas.

Sistemas Híbridos

Os sistemas centralizados são simples de implementar e gerenciar, entretanto são um gargalo em potencial, uma vez que o servidor central tem capacidade limitada e pode não suportar o aumento da demanda. Por outro lado, os sistemas descentralizados são escaláveis e robustos, mas isso demanda certa complexidade de implementação, principalmente nas questões de tolerância à falhas e descoberta de recursos. Muitos sistemas distribuídos combinam características das duas arquiteturas, parte do sistema no tradicional modelo cliente-servidor e outra parte peer-to-peer.

Estruturas híbridas são implantadas notavelmente em sistemas distribuídos colaborativos. A principal preocupação em muitos desses sistemas é como se juntar ao sistema, para o qual muitas vezes um esquema tradicional cliente-servidor é adotado. Uma vez que o nodo se junta ao sistema, ele pode utilizar um esquema totalmente descentralizado para colaboração. Um exemplo de servidor que utiliza essa abordagem é o BitTorrent.

Para um usuário de um serviço de comunicação instantânea, a aplicação parece peer-to-peer ao enviar os dados diretamente ao amigo sendo contactado. Mas todos os serviços de comunicação instantânea possuem uma espécie de servidor por trás que facilita a comunicação entre os nodos. Por exemplo, o servidor mantém uma associação entre o nome do usuário e o seu endereço IP, grava mensagens quando o usuário está offline, e roteia mensagens para usuários que estão atrás de firewalls. Um sistema totalmente descentralizado de comunicaçao instantânea não iria funcionar na Internet de hoje, mas existem grandes vantagens de escalabilidade em pemitir comunicação cliente-cliente, quando possível. Assim, grande parte dos sistemas utiliza um esquema de diretório centralizado enquanto a função é distribuída.

Via: Redes

Através da utilização portadoras de rádio ou infravermelho, as WLANs estabelecem a comunicação de dados entre os pontos da rede. Os dados são modulados na portadora de rádio e transmitidos através de ondas eletromagnéticas.

Múltiplas portadoras de rádio podem coexistir num mesmo meio, sem que uma interfira na outra. Para extrair os dados, o receptor sintoniza numa freqüência específica e rejeita as outras portadoras de freqüências diferentes.

Num ambiente típico, o dispositivo transceptor (transmissor/receptor) ou ponto de acesso (access point) é conectado a uma rede local Ethernet convencional (com fio). Os pontos de acesso não apenas fornecem a comunicação com a rede convencional, como também intermediam o tráfego com os pontos de acesso vizinhos, num esquema de micro células com roaming semelhante a um sistema de telefonia celular.

A topologia da rede é composta de que?

BSS (Basic Service Set) – Corresponde a uma célula de comunicação da rede sem fio.

STA (Wireless LAN Stations) – São os diversos clientes da rede.

AP (Access point) – É o nó que coordena a comunicação entre as STAs dentro da BSS. Funciona como uma ponte de comunicação entre a rede sem fio e a rede convencional.

DS (Distribution System) – Corresponde ao backbone da WLAN, realizando a comunicação entre os APs.

ESS (Extended Service Set) – Conjunto de células BSS cujos APs estão conectados a uma mesma rede convencional. Nestas condições uma STA pode se movimentar de uma célula BSS para outra permanecendo conectada à rede. Este processo é denominado de roaming.

Classificação das redes sem fios

WPAN

Wireless Personal Area Network ou rede pessoal sem fio. Normalmente utilizada para interligar dispositivos eletrônicos fisicamente próximos, os quais não se quer que sejam detectados a distância. Este tipo de rede é ideal para eliminar os cabos usualmente utilizados para interligar teclados, impressoras, telefones móveis, agendas eletrônicas, computadores de mão, câmeras fotográficas digitais, mouses e outros. Nos equipamentos mais recentes é utilizado o padrão Bluetooth para estabelecer esta comunicação, mas também é empregado raio infravermelho (semelhante ao utilizado nos controles remotos de televisores).

WLAN

Wireless Local Area Network.

WMAN

Wireless Metropolitan Area Network ou Rede de área metropolitana sem fio.

WWAN

Wireless Wide Area Network.

Padrões e tecnologias

IrDA

Infrared_Data_Association

ZigBee

ZigBee (IEEE 802.15.4).

Bluetooth

Bluetooth é uma tecnologia para a comunicação sem fio entre dispositivos eletrônicos a curtas distâncias. Bluetooth (IEEE 802.15.1).

RONJA

Ronja é uma tecnologia livre e aberta para a comunicação sem fio ponto-a-ponto por meio de luz do espectro visível ou infravermelho através do ar.

Wi-Fi

Wi-Fi (IEEE 802.11).

WiMAX

WiMAX (IEEE 802.16).

Mesh

Redes Mesh (IEEE 802.11s).

Outra forma de conexão, que crescentemente ganha forças, é o uso de redes sem fio: usando tecnologias de infravermelho ou de rádio, com diversas velocidades, da banda larga até pouco mais do que o mínimo para atividades normais.

Assim, Internet sem fio é o uso de tecnologias sem fio para navegar pela Internet. Entre as tecnologias disponíveis, temos:
Wi-Fi, um tipo de redes locais sem fio, ou WLAN (de Wireless Local Area Networks), que usualmente inclui os padrões IEEE 802.11. Em geral é baseado em ondas de rádio;
1xRTT: protocolo para dados em telefonia celular, relacionado ao padrão CDMA;
Bluetooth: protocolo por ondas de rádio, para redes pessoais sem fio, ou WPAN (de Wireless Personal Area Networks). As redes pessoais também são chamadas de “Piconet”.

Hoje, a tecnologia wireless permite uma grande flexibilidade aos provedores de acesso à internet. Com os equipamentos adequados, uma empresa pode oferecer acesso à Internet a uma região bastante abrangente sem a necessidades de utilização de fios ou cabos. As antenas, são utilizadas para amplificar o sinal de rádio que são emitidos pelos dispositivos sem-fio, como, Access Points(AP), Placas PCI Wireless e outros menos comuns. Cada cliente precisa estar próximo a uma antena do provedor e possuir também uma antena ligada à uma placa de rede sem-fio.

Essa facilidade traz algumas preocupações com a segurança que fica fragilizada pelo modo como os sinais são transmitidos.

A Implementanção de uma WAN cada vez mais demanda um bom planejamento por parte das empresas e administradores de redes. A forma de acesso a Internet, maior rede Wan existente, que mais vem crescendo recentemente é o acesso através da banda larga. Segundo pesquisa realizada, no ano de 2006, pela IDC Brasil[1] o crescimento foi de 40,1%. Tal percentual representa 1,6 milhão de novas conexões o que totaliza 5,7 milhões de usuários no territorio nacional. Em resumo, no periodo de seis anos (2001 a 2006), a banda larga cresceu 1.639% no Brasil. No entanto tal fatia do mercado simboliza apenas 3% da população brasileira. Sendo que deste total 60,7% dos acessos são efetuados na região Sudeste cabendo ao estado de São Paulo 39% deste total. A tecnologia mais utilizada no acesso banda larga é o XDSL que equivale a 78,2% das conexões banda larga existentes no país. O avanço de novas tecnologias no mercado ainda possibilitou ao consumidor brasileiro uma diminuição do valor de acesso a banda larga. A concorrência, em especial entre as operadoras de TV a cabo e as de telefonia, pela preferência do consumidor resultou em uma queda de preço de aproximadamente 8%. Tal diminuição ainda possibilitou a alteração da velocidade já utilizada pelos assinantes. Preços menores foram os principais responsáveis pela opção dos consumidores por bandas com maior velocidade. Os acessos superiores a 1 Mbps saltaram de 2% do mercado em dezembro de 2005 para 22% no mesmo período de 2006. As velocidades acima de 512 Kbps representaram 37% do mercado.

Considerando o modelo OSI, o TCP/IP também utiliza o conceito de camadas,
sendo estas: Aplicação, Transporte, Inter-rede e Rede.

Camada de rede: Também denominada Host/Rede. Esta camada é
responsável pela transmissão dos datagramas, que são gerados na camada Interrede,
realizando o mapeamento de endereços da camada inter-rede para o
endereço da rede.

Os principais protocolos suportados nesta camada são: Ethernet, PPP,
Token-Ring, FDDI, HDLC, SLIP, X.25, Frame Relay, ATM, etc.

Camada Inter-rede: Responsável pela comunicação entre as máquinas
através do protocolo IP. O reconhecimento de cada máquina é realizado pelo
identificador denominado endereço IP.
O protocolo IP realiza a função mais importante da camada, que é a própria
comunicação inter-redes, através do roteamento, que designa a função de
transportar as mensagens entre as redes e de decidir qual será o caminho na rede
para que a mensagem chegue ao destino.

Camada de transporte: Responsável por manter a conversação entre a
origem e o destino da mensagem, sem levar em conta os demais níveis.
Nesta camada são utilizados dois protocolos: O UDP (User Datagram
Protocol), ou o TCP (Transmition Control Protocol), conforme requisitar a aplicação.
O UDP caracteriza-se por ser um protocolo sem conexão, não confiável. Por
estes motivos, é mais utilizado em aplicações onde a velocidade da entrega dos
dados é mais importante do que a qualidade com que os dados são entregues.
O TCP caracteriza-se por ser um protocolo com conexão confiável, para
permitir que os dados sejam entregues sem erro. O TCP controla o fluxo da
informação, o controle de erros de transmissão, a sequenciação e a multiplexação
dos dados.

Camada de Aplicação: Contém os protocolos básicos, que são responsáveis
pelo sistema de comunicação do TCP/IP, como o DNS, ou pelos protocolos que fornecem os serviços para os usuários, entre os quais podemos citar: FTP, HTTP,
Telnet, SMTP, POP3, Gopher, etc.