Protocolo Bittorrent

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1 Fundamentos Básicos Principais problemas Impacto na Rede Considerações Finais LETRA - UNIRIO 1

2 Fundamentos Básicos Bittorrent é um protocolo peer-to-peer para compartilhamento de arquivos criado por Bram Cohen. BitTorrent é projetado para facilitar transferências de arquivos entre vários pares de uma rede P2P. Sítio do projeto Para melhor endendimento de uma rede Bittorrent é importante conhecer seus elementos 2

3 Fundamentos Básicos Elementos Bittorrent: Cliente Aplicativo que implementa o protocolo, é o cliente BitTorrent que está sendo executado na máquina local. Par (peer) Par é qualquer cliente BitTorrent participando de um download/upload. Semeador (seeder) Par que contém uma cópia completa do arquivo. Este apenas realiza upload. 3

4 Fundamentos Básicos Elementos Bittorrent: Sangue-sugas (leecher) Pares que estão baixando ou enviando informação para uma rede Bittorrent. Enxame (swarm) Rede de pares (peers) que estão compartilhando determinada informação. Rastreador (Tracker) Servidor responsável por manter uma lista atualizadas de todos os pares que participam de enxames. Também guarda estatísticas sobre a rede. 4

5 Fundamentos Básicos Elementos Bittorrent: Arquivo de metadados (metafile) Arquivo de extensão '.torrent' que contém informações sobre o arquivo ou arquivos que serão baixados. Pedaço Cada arquivo presente em um '.torrent' é dividido em pedaços com objetivo de otimizar a troca dos mesmos. Bloco Cada pedaço é subdividido em blocos, que são a unidade mínima de envio. 5

6 Ínicio : Protocolo Bittorrent Em sítios especializados, baixar arquivo de metadado com extenção '.torrent'; Chamar o arquivo '.torrent' através do cliente Bittorrent; Neste arquivo irá conter o(s) arquivo(s) a serem baixado(s) e qual(is) ratreador(es) deverão ser contactado(s); Ao entrar em contato com o Rastreador (Tracker), este envia uma lista de todos os pares no enxame (swarm) no momento. Este processo é conhecido como anúncio; 6

7 Ínicio : Protocolo Bittorrent Cliente conecta com pares do enxame para descobrir quem tem pedaços a oferecer; O Cliente começa receber pedaços de outros pares. Agora também já está apto a enviar pedaços a pares que o solicitarem; A escolha, em ambos os casos, de quais pedaços ou blocos e com quais pares trocá-los é feita seguindo alguns algoritmos; Para cada pedaço completamente recebido, o cliente calcula o hash SHA1 do pedaço, e confere se este está de acordo com o valor presente no arquivo de metadados. 7

8 Ínicio : Protocolo Bittorrent Quando o cliente conclui o recebimento de todos os pedaços do arquivo, ele deixa de realizar download e torna-se um semeador. 8

9 Arquivo de metadados(.torrent) : O arquivo '.torrent' está codificado no formato bencoding, que suporta quatro tipos de dados: strings (cadeias de caracteres), números inteiros, listas e dicionários. As listas e dicionário podem conter qualquer um dos quatro tipos. Strings: [número de caracteres em base dez]:[texto] Ex.: 10:bittorrent bittorrent Inteiros: i[número em base dez]e Ex.: i6e 6 Listas: l[valor em bencoding][valor em bencoding][...]e Ex: l3:bit7:torrenti2008ee < bit, torrent, 2008> 9

10 Arquivo de metadados(.torrent) : Dicionários: d[chave em bencoding][valor em bencoding][chave][valor][...]e Ex.: d1:a6:inicio1:bi5e1:c3:fime <( a, inicio ), ( b, 5), ( c, fim )> O conteúdo de um arquivo metadado (o arquivo com a terminação ". Torrent") é uma bencoded dicionário, que contém as chaves listadas abaixo. Info: um dicionário que descreve o arquivo (s) do torrent. Announce: Anunciar URL do tracker(string). 10

11 Arquivo de metadados(.torrent) : O conteúdo de um arquivo metadado (o arquivo com a terminação ". Torrent") é uma bencoded dicionário, que contém as chaves listadas abaixo. Announce-list: (opcional) esta é uma extensão para a especificação oficial. Esta chave é utilizada para implementar listas de backup trackers. creation date: (opcional) hora da criação do torrent, no formato hora UNIX. (Inteiro - Segundos desde ) comment: (opcional) comentários do autor (string) create by: (opcional) nome e versão do programa utilizado para criar o.torrent (string) 11

12 Arquivo de metadados(.torrent) : 12

13 Algoritmos: Protocolo Bittorrent Algoritmos de seleçao de pares Após a descoberta dos semeadores(seeders) e dos sanguesugas(leechers), faz-se necessário escolher de quais usuários baixar e para quais enviar. O Bittorrent prevê um algoritmo que favorece a troca recíproca de informações, o 'tit-for-tat. Como o BitTorrent não possui uma central de alocação de recursos, cada peer é responsável por maximizar sua taxa de download. Alcançam este objetivo fazendo download do maior número de peers quem eles podem e decidindo para qual peer fazer upload. 13

14 Algoritmos: Protocolo Bittorrent Algoritmos de seleçao de pares Para cooperar, peers fazem upload, para não cooperar, sufocam (choke) peers, Resumindo o 'tit-fot-tat' se apresenta da seguinte forma: CHOKE -> Cliente para de enviar para este PAR; UNCHOKE -> Cliente envia dados para este PAR; OPTIMISTIC UNCHOCKING -> Cliente escolhe aleatoriamente algum PAR para UNCHOKE; 14

15 Algoritmos: Protocolo Bittorrent Algoritmos de seleção de pedaços Cada arquivo sendo baixado é dividido em pedaços, que podem ser obtidos simultaneamente de vários peers. O Bittorrent se utiliza de alguns algoritimos principais para selecionar pedaços: Prioridade Estrita Mais raro primeiro Primeiro pedaços Aleatório Modo End Game 15

16 Principais problemas: Problema do Leech; Falta de Anonimato; Os FreeRiders Estes, usuários que se beneficiam de redes Bittorrent sem muito ou nada contribuirem; 16

17 Impacto na Rede: As transferências usando o protocolo BitTorrent são responsáveis por grande parte do tráfego da Internet. 17

18 Impacto na Rede: As transferências usando o protocolo BitTorrent são responsáveis por grande parte do tráfego da Internet. Local Sul da África América do Sul Europa Ocidental Norte da África Protocolo Ares 0.29% 42.63% 0.00% 2.24% 0.84% 0.16% 0.11% 1.80% BitTorrent 48.34% 30.02% 80.83% 74.51% 40.77% 48.94% 78.85% 58.20% DirectConnect 0.01% 0.00% 17.87% 0.08% 0.85% 0.00% 0.12% 0.30% edonkey 2.48% 25.99% 1.16% 7.70% 24.22% 47.17% 15.37% 35.99% Gnutella 18.60% 0.36% 0.14% 14.21% 1.75% 1.66% 5.00% 2.75% Imesh 13.60% 0.02% 0.00% 0.47% 0.00% 0.03% 0.00% 0.14% Thunder 14.04% 0.80% 0.00% 0.69% 0.77% 1.64% 0.52% 0.62% Outros 2.64% 0.19% 0.00% 0.10% 0.68% 0.41% 0.03% 0.21% Alemanha Sul da Europa Oriente Médio Sudoeste Europeu 18

19 Conclusão: Protocolo Bittorrent BitTorrent é um protocolo extremamente útil, que tem como principais fraquezas a dependência de servidores e o tempo de vida dos arquivos fortemente dependente do interesse dos usuários. Apesar destes desafios, ele se mostra um concorrente respeitável para a troca de arquivos, já sendo usada, de fato, em projetos de grande porte, como algumas distribuições do sistema operacional Linux. Suas vantagens técnicas são essenciais para o envio de arquivos grandes (tendência nos aplicativos e documentos de mídia) de forma barata. 19