MAC 5743 Computação Móvel Clientes Peer to Peer em redes 3G Prof. Alfredo Goldman Márcio Guedes Hasegawa No USP: 4894760
Redes Peer to Peer Redes Peer to Peer são redes que possuem como característica principal a descentralização dos recursos da rede, diferenciando-as das redes usuais, em que um número relativamente pequeno de participantes assumem o papel de servidores e, portanto, têm papel preponderante na disponibilização dos mesmos. Fig. 1 Disposição dos participantes de uma rede Peer to Peer Fig. 2 Disposição dos participantes de uma rede cliente-servidor Elas foram desenvolvidas cultivando-se a idéia da inexistência da relação cliente-servidor, ou seja, todos os participantes da rede se situam no mesmo nível e nenhum tem importância maior que os outros, todos são autônomos e são responsáveis pela organização da estrutura. Hoje, a principal finalidade das redes Peer to Peer existentes no mundo é o compartilhamento de arquivos entre os participantes, mas também existem redes utilizadas para o compartilhamento de stream de vídeo e som. Como não existem servidores e todos compartilham recursos, não importa o número de novos usuários que são incluídos na rede, a mesma sempre tem seus recursos ampliados, melhorando sua infra-estrutura na medida do necessário, diferentemente das redes comuns.
Outro ponto positivo das redes Peer to Peer é sua confiabilidade, com recursos distribuídos, participantes podem deixá-la sem que um recurso deixe de ser disponibilizado em sua integridade, além da maior robustez que provém da redundância que leva a menor possibilidade do corrompimento da informação. As principais desvantagens das redes Peer to Peer são: a menor segurança em relação a redes usuais, pois os recursos têm que ser disponibilizados pela rede sem nenhuma forma de autenticação, e a necessidade de banda larga sem limitações para a comunicação entre os participantes, devido à necessidade da criação de um grande número de conexões entre os participantes.
Tecnologia 3G A tecnologia 3G representa a terceira geração de comunicação de redes móveis, tendo sido definida pela International Mobile Telecommunications - 2000 (IMT-2000), criada pela International Telecommunication Union (ITU), organização internacional que tem como objetivo padronizar e regular as ondas de rádio e telecomunicações. Através desta tecnologia, é possível a disponibilização de banda larga móvel a longas distâncias, diferentemente do padrão wireless comum (IEEE 802.11) que, apesar de possuírem banda de comunicação mais larga, tem o alcance muito limitado. A diferença de banda existente entre a tecnologia 3G e a tecnologia wireless padrão não prejudica a sua comercialização porque os planos de barda larga disponibilizados em redes não móveis possuem capacidade de transmissão compatível com o que pode ser oferecido. O limite teórico estabelecido pelo padrão da tecnologia 3G alcança a velocidade de transmissão de 14 Mbps, porém os limites consideráveis aceitáveis para redes 3G seriam 2Mbps para sistemas estacionários e 384 Kbps para sistemas móveis. Apesar de já existirem na Europa desde 2003, a implantação das redes 3G em outras localidades do mundo foi dificultada porque elas utilizam frequências de rádio diferentes das utilizadas nas gerações anteriores e o licenciamento destas enfrentou alguns empecilhos; em muitos países, estas frequências já eram utilizadas em outros serviços.
A situação do Peer to Peer Sabe-se que a popularização das redes Peer to Peer para o compartilhamento de arquivos aconteceu junto com o crescimento da contratação de serviços de banda larga no mundo, estes eram quase que em sua totalidade serviços não móveis. Hoje, a infiltração destas redes é tão grande que se estima que algo em torno de 50% de todo o tráfego consumido na internet seja utilizado por transmissões de redes Peer to Peer. Outro dado que mostra o aumento do uso desde tipo de rede é que, para se conseguirem 3 milhões de IPs distintos utilizando clientes Peer to Peer, foram necessários 30 dias em 2004, o mesmo estudo foi realizado em 2006 e foram necessários apenas 8 dias para se alcançar este número, um crescimento de quase 400% em 2 anos. Segundo a MultiMedia Intelligence, agência de consultoria e pesquisa de mercado americana, um crescimento de ordem semelhante ao registrado entre 2004 e 2006 deve acontecer entre 2008 e 2013, alcançando a marca de 8 Petabytes de transferência ao mês.
A situação do 3G No Brasil, a tecnologia 3G ainda está em estado de introdução. Apesar de já vir sendo comercializada, ainda existem muitas localidades no país que não oferecem o serviço, nestas é oferecido um serviço alternativo, geralmente EDGE (tecnologia 2,5G), para que os clientes não fiquem sem conexão. Apesar de ainda não ser largamente utilizada, segundo a Nokia Siemens Networks, o tráfego em redes 3G deve aumentar 50 vezes nos próximos 5 anos, indo dos atuais 35Gbps para 1.700 Gbps através do crescimento de 3,5 milhões de usuários para 100 milhões, porém a infraestrutura existente não será capaz de cobrir esta demanda. Hoje, são utilizados cerca de 3 MHz de 115 MHz de espectro WCDMA disponíveis, no entanto se as previsões forem corretas serão necessários 265 MHz em 2013, um crescimento médio de 90% ao ano. A GSM Association, associação responsável pela representação de mais de 850 operadoras de serviços de telefonia móvel, liberou um estudo em que acredita que dentro de 3 anos a principal via de acesso a internet na América Latina será a rede 3G, superando os oferecimentos de banda larga por fio e satélite.
O problema da associação entre Peer to Peer e 3G Com a apresentação de dados como estes, é simples concluir que a associação entre estas duas tecnologias deve gerar problemas num futuro próximo, tanto para quem fornece o serviço de acesso a rede 3G quanto para os usuários deste serviço.
Possíveis soluções no presente Redução do tráfego de dados Primeira alternativa Corte A provedora de serviços de telecomunicação móvel norte americana AT&T, realizou um estudo entre os seus clientes para descobrir quais deles estavam utilizando seus produtos de conexão móvel para acessar redes Peer to Peer. Para estes, foi enviada uma carta que informa que aqueles que continuarem utilizando seus produtos desta forma terão o serviço cortado, a empresa ainda garante que está juridicamente coberta, pois em seus contratos consta uma cláusula que permite a proibição de todo e qualquer tipo de utilização que possa causar problemas na prestação de serviços a outros clientes. Muitas das pessoas notificadas entraram com ações judiciais contra a empresa, alegando que a cláusula é muito genérica e não está bem explicada nos contratos assinados. Seguida à risca, uma cláusula como esta dá o poder à empresa de cortar os serviços contratados de uma série de clientes com a justificativa de que os mesmos podem estar prejudicando o serviço prestado aos outros, ou seja, a empresa tem o poder de simplesmente negar a prestação de um serviço contratado. Até a publicação deste documento, não havia nenhuma notícia relacionada ao resultado destes julgamentos.
Segunda alternativa Traffic Shaping É denominado como Traffic Shaping, toda e qualquer medida que se tome para manter o controle do tráfego dentro de uma rede para garantir ou otimizar performance. As ações mais utilizadas para se manter o controle do tráfego Peer to Peer que são classificadas desta forma hoje são o atraso de pacotes identificados e o bloqueio ao acesso de portas de comunicação. Apesar de ser a medida que possui maior eficiência que as outras utilizadas pelas empresas até hoje, ela apresenta uma série de problemas. O problema inicial é: como identificar quais pacotes devem ser atrasados e quais não, como a maioria dos protocolos Peer to Peer ainda estão se desenvolvendo, se torna difícil analisar sem falhas quais os pacotes que devem sofrer penalidades, ainda mais pelo fato de muitos deles estarem incorporando a possibilidade de utilizar criptografia. Outro ponto a ser observado é que a análise dos pacotes que são transmitidos pela rede demanda de recursos e pode prejudicar o desempenho da mesma. Além destes problemas, existe o fato de que, após ser confirmada a utilização destes métodos pelos usuários, muitos deles abandonam o serviço, migrando para provedores que ainda não tenham essa prática confirmada. No Brasil, apesar de não informarem aos clientes através de nenhuma cláusula de contrato, as operadoras que oferecem serviços 3G Claro e Tim já foram identificadas como duas empresas que se utilizam destas medidas.
Aumento da infra-estrutura A solução do aumento da infra-estrutura para suprir todo o tráfego criado, sem nenhum tipo de controle sobre o mesmo é a solução mais facilmente criticada. Mesmo com a realização de um estudo minucioso da utilização da banda e as localidades mais críticas, não há como definir se os investimentos feitos no presente serão suficientes para cobrir a evolução da utilização da infra-estrutura e se estas localidades críticas não migrarão para outros pontos, dado que o ponto forte da tecnologia 3G é a sua mobilidade, tornando o investimento realizado numa estrutura ociosa.
Conclusão Apesar de ser um avanço grande no oferecimento de banda larga a distância, a tecnologia 3G não possui maturidade suficiente para substituir o acesso à internet via meio físico.
Possíveis soluções no futuro WiMAX É um padrão de acesso de banda larga a longa distância que possui protocolo mais similar ao Wi-fi usual, tendo o poder de gerenciar uma quantidade de conexões bem maior que a tecnologia 3G. Funciona de maneira semelhante ao Bluetooth, porém com limite de 1 Gbps e alcance de até 50 quilômetros. Tecnologia 4G Apesar de ainda não existir nenhuma definição quanto à sua padronização internacional, existem empresas que já estão testando tecnologias definidas como pós-3g. Uma delas que vem conseguindo resultados impressionantes é a NTT DoCoMo, empresa que desenvolve soluções de telecomunicação japonesa que já se destacou anteriormente por ser a primeira no mundo a lançar serviços 3G baseados em W-CDMA. Esta empresa já criou um destes padrões pós-3g, sendo capaz de manter conexões estáveis de 100 Mbps com sistemas móveis a 200 Km/h e 5 Gbps em sistemas estacionários.
Proactive network Provider Participation Esta tecnologia vem sendo desenvolvida pela operadora norte americana Verison, ao contrário da maioria das operadoras, a Verison está buscando disponibilizar aos usuários uma alternativa ao Peer to Peer sem limitar ou cortar os seus serviços. A chave do Proactive network Provider Participation é que, diferente do Peer to Peer utilizado hoje, existe um controle sobre as fontes dos recursos compartilhados, ao invés de se conectar a um conjunto de fontes randômicas que podem estar posicionadas em qualquer lugar do globo, o cliente procura os participantes da rede mais próximos que possuam o recurso desejado e se conecta a estes. Testes realizados utilizando esta tecnologia indicaram um aumento de performance na transferência de arquivos de cerca de 200% conseguindo ainda reduzir o congestionamento da rede.
Referências Business News Américas http://www.bnamericas.com/news/telecommunications/ NSN:_100mn_users_of_3G_and_4G_by_2013 International Telecommunication Union http://www.itu.int/home/imt.html IP Democracy http://www.ipdemocracy.com/attp2pletter072508.pdf Meeting the Challenge of Today s Evasive P2P Traffic http://www.larryblakeley.com/articles/p2p/ Evasive_P2P_Traffic.pdf NTT DoCoMo http://www.nttdocomo.com/pr/2007/001319.html Ars Technica http://arstechnica.com/news.ars/post/20080314-verizonembraces-p4p-a-more-efficient-peer-to-peer-tech.html Khirman & Son P2P ISP Killer? http://www.khirman.com/system/files/image/ppt/ 2008_08_21_StasKhirman.pdf