JXTA: будущее пиринговых сетей

Уже сравнительно давно в Интернет присутствуют различные P2P (peer-to-peer) сети. Основное их назначение, если брать во внимание самые распространенные из них, — это обмен всякого рода файлами. Однако мало кто знает, что подобные сети представляют собой золотую жилу не только для обычных пользователей, которым нужно найти/скачать новый фильм или музыкальную композицию, но и для предприятий, ведущих активную коммерческую деятельность в Интернет. В этой статье я хотел бы приоткрыть вам глаза на то, чем сегодня являются пиринговые сети и какое перспективное у них будущее — в особенности, с появлением JXTA.

Прежде чем начать разговор о непосредственно JXTA, посмотрим основные принципы функционирования пиринговых сетей и их принципиальные отличия от клиент-серверной технологии. Основная идея P2P-сетей состоит в том, что каждый пользователь этой сети (peer) является как клиентом, так и сервером одновременно.

Большинство сервисов Интернет построено на технологии client-server, которая подразумевает наличие одного сервера, который обрабатывает запросы от клиентов-пользователей. Основной недостаток такой топологии — высокие требования к производительности сервера. При большом количестве запросов сервер в лучшем случае выполняет свои функции слишком долго, в худшем — оказывается неработоспособным.
Примером сервисов, предоставляемых по этой технологии, великое множество:

World WideWeb, FTP, telnet, email (SMTP/POP3) и пр. Условно подобную топологию можно изобразить на рисунке:

Такая топология имеет и свои достоинства. Например, возможность использования "тонкого" клиента, поскольку основными вычислениями занимается серверная сторона.

Однако очень часто клиентская машина оказывается намного производительнее, чем это необходимо для работы. И в большинстве случаев процессорное время просто-напросто тратится впустую. Это многим кажется естественным, однако они не учитывают того, что таких клиентских машин очень и очень много. Если просуммировать то, что смогли бы сделать эти компьютеры во время своего простоя, работая вместе, то получится очень большая цифра. Производительность такой системы будет сравнима (если не превосходить) с производительностью самых мощных и современных суперкомпьютеров. Это что касается производительности. А если считать, что практически накаждом из обычных компьютеров есть много неиспользуемого свободного дискового пространства, то в итоге получается несравнимое ни с чем хранилище данных.

P2P-технологии дают возможность создавать сети, в которых каждый из клиентов является как поставщиком ресурсов (сервисов), так и их потребителем.

Казалось бы, зачем нужны P2P-сети, если можно на технологии client-server

построить что-то похожее на пиринговую сеть, вешая на клиентскую машину

различные сервисы, подобные тем, что работают на серверных машинах.

Но тут возникает множество проблем. Например, проблема динамических

IP-адресов. Множество пользователей-клиентов работают в Интернет посредством

dial-up-соединения по коммутируемым линиям. При этом они получают динамически

выделенные для них IP-адреса из спула адресов провайдера. Таким образом, чтобы найти нужную машину, необходимо точно знать этот IP-адрес. В пиринговых сетях эта проблема решена. И не только эта проблема.


Итак, каким образом устроены P2P-сети? Для начала изобразим простую топологию сети типа P2P.

На схеме изображены пять машин, которые могут связываться с любым из
клиентов в этой сети. В качестве клиента (потребителя ресурсов) каждая
из этих машин может посылать запросы на предоставление каких-либо ресурсов

другим машинам в пределах этой сети и получать их. Как сервер каждая

машина должна обрабатывать запросы от других машин в сети, отсылать

то, что было запрошено, а также выполнять некоторые роутинговые и административные

функции. Об этих функциях чуть позже.





Следует отметить важный недостаток такой топологии. Любой член данной

сети не гарантирует никому своего присутствия на постоянной основе.

Он может появляться и исчезать в любой момент времени. Но тот факт,

что сами по себе P2P-сети обычно достаточно велики, дает весьма немалый

шанс найти подобный сервис на другой машине либо дождаться очередного

появления пропавшей машины.


Среди P2P-сетей особенно следует выделить различные проекты по распределенным

вычислениям. Наверное, самый распространенный из них — это SETI@Home.

Этот проект, стартовавший в 1996 году, представлял собой screen-saver,

который во время простоя компьютера пользователя обрабатывал данные,

поступающие от радиотелескопа. Цель проекта — поиск внеземных цивилизаций.

С тех пор проектом заинтересовалось свыше 3 миллионов людей. Подобные

вычислительные системы позволяют не только искать следы внеземных цивилизаций,

но и решать более серьезные и полезные задачи. Так, например, существует

ряд проектов по распределенным вычислениям для нужд некоторых онкологических

клиник. Согласитесь, это уже не шутки и развлечения, а вполне себе серьезное

предприятие. Хотя многие могут поспорить, что важнее: искать инопланетян-гуманоидов

или помогать клиникам изучать рак… Ладно, я немного отвлекся.

Помимо чистых P2P-сетей, существуют так называемые смешанные сети. Это,

например, те пиринговые сети, которые используют выделенный сервер для

хранения и предоставления информации о существующих машинах сети, а

также их статусе: on-line, off-line и т.д. Классическим примером смешанной

пиринговой сети является небезызвестное детище Mirabilis — ICQ (www.icq.com),

увидевшая свет в ноябре 1996 года. ICQ позволяет своим пользователям

быстро и без особых проблем находить собеседников и друзей по интересам

для общения через Интернет. Помимо этого пользователи могут обмениваться

файлами. Центральный сервер Mirabilis используется как посредник. Вы

с помощью сервера находите интересного вам человека и дальше устанавливаете

соединение уже непосредственно с ним. В настоящих пиринговых сетях используется

несколько иной подход и алгоритм поиска активных машин в сети.

Проектов, подобных ICQ, на сегодняшний день существует достаточно много.

Например, Yahoo! (www.messanger.yahoo.com), MSN Messanger (www.messanger.msn.com),

AOL Internet Messanger (www.aol.com/aim). К сожалению, все эти проекты

и приложения, в них использующиеся, никак не совместимы. Не так давно

была предпринята попытка написать messanger, который дал бы возможность

пользователям из разных сетей общаться друг с другом. Проект называется

Jabber (www.jaber.com). Но такой ход не понравился некоторым из вышеназванных

компаний, и они начали менять свои протоколы, дабы помешать использованию

Jabber'а.

На сегодняшний день проблема несовместимости — главный камень преткновения
пиринговых сетей. Каждая сеть, будь то Gnutella, Napster или ICQ, имеет

свои стандарты протоколов, свои спецификации. Подумайте только о том,
что можно было бы создать, объединив сегодня всех пользователей пиринговых
сетей едиными стандартами в одну огромную сеть! Просто неограниченные
возможности для каждого из членов сети. Именно для решения этой проблемы
— проблемы стандартизации и объединения — и был придуман и запущен проект
JXTA.

Совсем недавно Sun Microsystems, понимая перспективность пиринговых

сетей, а также некоторые проблемы, стоящие на пути их (сетей) развития,

формирует проект JXTA. Проект состоит из небольшой команды разработчиков

под руководством Билла Джоя (Bill Joy) и Майка Клэри (Mike Clary). Совместными

усилиями они проектируют различные спецификации и идеи по обслуживанию

и функционированию различных P2P-сетей различными приложениями. Эти

спецификации явились ядром проекта. JXTA — это всего лишь набор спецификаций

протоколов, которые решают все проблемы, о которых говорилось ранее,

и даже больше. Каждый, кто собирался писать P2P-приложение(я), сталкивался

с проблемой проектирования своих протоколов, которые позволили бы организовать

функциональную пиринговую сеть в соответствии с поставленными требованиями.

Сегодня благодаря JXTA разработчики могут облегчить свою участь, воспользовавшись

наработками профессионалов.


Спецификация протоколов JXTA версии 1.0 включает в себя следующие стандарты:

Как многие, наверное, уже догадались (удивительно, если нет), все эти

протоколы по определению являются платформонезависимыми, а также не

зависят от какого-либо языка программирования. Это достигается тем,

что в качестве языка описания данных был использован XML. Этот выбор

обуславливается тем, что на сегодняшний день это — стандарт де-факто

для языка описания метаданных/данных. И потом, для каждого современного

языка программирования должен быть свой XML-парсер, а также множество

вспомогательных утилит для работы с XSL и пр. Вдобавок, та простота,

с которой были спроектированы протоколы JXTA, позволяет использовать

их на мобильных устройствах — таких, как PDA или сотовые телефоны.


Уже в апреле 2001 года Билл Джой знакомит P2P-сообщество с проектом

JXTA. Проект распространяется под лицензией Apache Software License

Version 1.1. В дополнение к самим спецификациям проекта были выложены

также реализация API на Java и исходный код нескольких проектов для

того, чтобы разработчики могли оценить простоту использования JXTA.

На сегодняшний день имеются реализации не только для Java, но и для

C, C++, Ruby, Perl 5.0. Что касается количества проектов, то их довольно

много. Причем некоторые из них представляют собой коммерческие приложения.

Многие корпорации строят у себя локальные (внутрикорпоративные) пиринговые

сети для того, чтобы сотрудники имели возможность обмениваться сообщениями,

файлами, документами, а также для эффективной распределенной деятельности.

Не считая этого, у компаний очень распространена идея открывать пиринговые

сети для своих клиентов с тем, чтобы иметь четкую аудиторию, в кругу

которой будут протекать немаловажные для компании процессы: общение,

обмен свежими релизами, feedback-отзывы о продуктах, рецензии на продукты

и пр. Причем с использованием этой технологии (P2P) можно предоставить

гораздо больше сервисов и удобств, нежели открывая внутренние usenet-конференции,

irc-серверы, download-сервисы и пр. Это также идет на руку клиентам

в случае неполадок на сервере компании, ведь пиринговые сети децентрализованы

по определению.

Процессы, протекающие в пиринговых сетях, а также спецификации протоколов

— довольно объемная тема. Поэтому об этом в другой статье. А пока я

хотел бы перечислить и выделить некоторые проекты, которые успешно функционируют

и развиваются. Все они написаны с использованием JXTA.

Это далеко

не все существующие проекты. Их гораздо больше. Это просто сжатая выборка

некоторых из них для того, чтобы показать вам, что можно делать в пиринговых

сетях. Как видите, пиринговые сети представляют собой некий underground

Интернет (я не имею в виду популярные и те, что у всех на слуху — например,

ICQ, KaZaA, и пр.). У вас есть реальная возможность вынести свою идею

в люди и воплотить ее в жизнь. Более подробно о JXTA вы можете почитать

на официальном сайте проекта: http://www.jxta.org. 

Алексей

Литвинюк (c)

litvinuke@tut.by


www.litvinuke.hut.ru