Effizientere P2P-Systeme in Aussicht

Forscher vom Multimedia Communications Lab (KOM) der Technischen Universität Darmstadt haben mit „SkyEye.KOM“ einen Informationsmanagement-Layer für strukturierte P2P-Systeme (Peer-to-Peer) entwickelt.

„Wir bieten damit erstmals die Möglichkeit zu erfassen, wie ein P2P-System läuft“, betont KOM-Mitarbeiter Kalman Graffi gegenüber pressetext. Langfristig verspricht das Monitoring des Zustands von P2P-Netzwerken große Vorteile für neue P2P-Anwendungen. Denkbar sind beispielsweise selbstoptimierende P2P-Systeme, die auf Probleme automatisch reagieren. Auch könnte die Monitoring-Lösung deutlich komplexere P2P-Angebote ermöglichen, wobei Kostenvorteile für die Anbieter möglich sind.

In unstrukturierten P2P-Netzwerken wie Gnutella oder KaZaA wird eigentlich zufällig nach Objekten oder Dokumenten gesucht. Im Gegensatz dazu erlauben strukturierte Systeme wie eDonkey ein „Lookup“ von Informationen mithilfe von Schlüsseln und somit gezielte Anfragen an bestimmte Computer des Netzwerks. In der Praxis erleichtert das beispielsweise das Auffinden sehr seltener Dateien. SkyEye.KOM setzt auf eine für strukturierte P2P-Systeme typische Overlay-Struktur auf und bietet einen zusätzlichen Informationsmanagement-Layer. Die Computer des P2P-Netzwerks werden dabei sin einer Baumstruktur angeordnet und übermitteln periodisch Monitoring-Daten an übergeordnete Knoten, die anhand der Schlüssel bestimmt werden. „Diese Monitoring-Architektur ist sehr leichtgewichtig und auch sehr robust“, betont Graffi. Denn so ist sichergestellt, dass jeder Computer immer einen übergeordneten Knoten identifizieren kann, obwohl in einem P2P-Netwerk ständig Teilnehmer on- oder offline gehen.

An jedem Knoten wird von SkyEye.KOM erfasst, wie viele Peers sich in der Baumstruktur unterhalb befinden. Dazu kommt eine Reihe von Messdaten, die Aufschluss über den Zustand des gesamten Asts geben, wie beispielsweise die durchschnittliche Antwortzeit bei Anfragen. Diese Informationen werden nach oben weitergegeben und letztendlich über das gesamte Netzwerk aggregiert. Die Kenntnis wichtiger System-Metriken soll langfristig eine Selbstoptimierung von P2P-Systemen ermöglichen. „Sobald der Systemzustand erfasst ist, wird dieser mit Sollvorgaben an die Dienstgüte verglichen“, beschreibt Graffi die Idee. Wenn beispielsweise die Antwortzeit für Suchanfragen einen bestimmten Wert überschreitet, könnten stabilisierende Maßnahmen eingeleitet werden. „Wir sind zunächst aber noch dabei, das Monitoring selbst gründlich zu lösen“, betont Graffi.

Auf niedrigerer Ebene stellt SkyEye.KOM ferner Informationen über aktuell verfügbare Peers bereit, etwa verfügbare Systemressourcen sowie die Anbindungsbandbreiten. Das erlaubt eine kapazitätsbasierte Peer-Suche. „Dadurch ließen sich Knoten für Dienste finden, die bisher zentralisiert betrieben wurden“, erklärt Graffi. Durch diese Funktion werde es möglich, viel komplexere P2P-Anwendungen zu kreieren, da für jeden erdenklichen Dienst ein entsprechend leistungsfähiger Peer gefunden werden kann. Das verspricht neue Optionen für Dienstanbieter im Internet. „Kostenvorteile könnten sich beispielsweise ergeben, indem beispielsweise Betreiber von Video-on-Demand-Diensten feststellen, in welchem Umfang unterstützende P2P-Systeme ihre Server entlasten können“, meint Graffi gegenüber pressetext.

Eine erste Anwendung des Systems ist bereits in Sicht. „Wir arbeiten zur Zeit an einer P2P-basierten Online-Community-Plattform, die SkyEye.KOM enthalten wird“, erklärt Graffi. Die Plattform LifeSocial soll auf der CeBIT 2009 näher vorgestellt werden. „Wir sind auch dabei, SkyEye.KOM für 'FreePastry' umzusetzen“, meint Graffi weiters. Das sei das in der Wissenschaft am stärksten genutzte strukturierte P2P-Overlay. Bis die Monitoring-Lösung größere Verbreitung findet, dürfte es aber dauern, denn eine Einschränkung hat SkyEye.KOM. „Alle Teilnehmer sollten es installiert haben, was bei etablierten P2P-Anwendungen nicht möglich ist“, erklärt Graffi. Er ist aber überzeugt, dass das System für Entwickler mit Ideen für neuartige P2P-Anwendungen sehr interessant wäre.