Gnutella

Gnutella — полностью децентрализованная файлообменная сеть в рамках Интернета, потомок Napster, отличается принципиальным отсутствием центрального сервера. Сеть формируется, когда один пользователь Gnutella соединяется с другим пользователем, после чего они могут обмениваться доступной информацией. Обмениваться можно файлами любых форматов, есть множество удобных функций. В результате полной децентрализации сеть практически невозможно уничтожить, так как для этого потребуется вывести из строя каждый узел сети.

История появления сети Gnutella

Создание сети инициировано в компании America Online, программистами из подразделения Nullsoft. 14 марта 2000 г. появилась первая версия программы, которая давала возможность пользователю искать и обмениваться всеми видами файлов с другими владельцами Gnutella без участия каких-либо серверов. Джастин Френкель и Том Пеппер самовольно развивали и выкладывали код Gnutella, а также тестировали его - всё на серверах компании AOL - без ведома самой корпорации. Объединение AOL с Time Warner привело к активной борьбе новых хозяев с Gnutella. Программу убрали с серверов AOL и запретили работу над ней в рамках новой компании (официально AOL назвала Gnutella как "unauthorized freelance project" и открестились от него), после чего оттуда и уволились разработчики Gnutella во главе с Джастином Френкелем.

Механизм работы

При подключении клиент получает от узла, с которым ему удалось соединиться, список из пяти активных узлов; им отсылается запрос на поиск ресурса по ключевому слову. Узлы ищут у себя соответствующие запросу ресурсы и, если не находят их, пересылают запрос активным узлам вверх по “дереву” (топология сети имеет структуру графа типа “дерево”), пока не найдется ресурс или не будет превышено максимальное число шагов. Такой поиск называется размножением запросов (query flooding).

Понятно, что подобная реализация ведет к экспоненциальному росту числа запросов и соответственно на верхних уровнях “дерева” может привести к отказу в обслуживании, что и наблюдалось неоднократно на практике. Разработчики усовершенствовали алгоритм, ввели правила, в соответствии с которыми запросы могут пересылать вверх по “дереву” только определенные узлы — так называемые выделенные (ultrapeers), остальные узлы (leaves) могут лишь запрашивать последние. Введена также система кеширующих узлов.

В таком виде сеть функционирует и сейчас, хотя недостатки алгоритма и слабые возможности расширяемости ведут к уменьшению ее популярности.

Алгоритм

1. Пользователь загружает программу.
2. При первом запуске программы (назовем наш узел — A), пользователь сообщает клиенту IP-адрес одного из функционирующих узлов (условно узел B). Данная процедура может и не повторяться в будущем, но при первом запуске она обязательна. Это один из самых «скользких» моментов в реализации данной сети: без адреса хотя бы одного из работающих в данный момент узла пользователь не сможет подключиться. В принципе, существует целый ряд централизованных серверов, предоставляющих подобную информацию (connect1.gnutellanet.com:6346, gnutella.hostscache.com и др.), но такая схема уже приводит к некой централизованности.
3. Программа посылает запрос узлу B на предмет подтверждения активности.
4. Узел В подтверждает свою активность, если нет — см. шаг 2.
5. Узел А посылает узлу В так называемый Ping-запрос. В этом запросе указывается, помимо прочей информации, TTL (Time To Live) — число, означающее, сколько переходов от узла к узлу данный запрос может совершить. Обычно TTL равняется 7.
6. Другие узлы, получив Ping-запрос, посылают Pong-ответ, в котором содержится IP-адрес отправителя, номер порта и минимальная информация о файлах в фонде обмена.
7. Кроме того, узлы, получившие Ping-запрос, уменьшают TTL данного запроса на единицу, и если TTL больше 0, а также если данный запрос они не получали ранее (защита от зацикливания), рассылают его своим соседям.
8. Каждый узел, получивший Ping-запрос, отсылает Pong-ответ, тем же путем, которым этот запрос получил.
9. Когда Pong-ответы доходят до своего источника (то есть нашего узла А), программа составляет список доступных узлов. Как правило, этот список насчитывает от 2 до 10 тысяч узлов и от 500 тысяч до миллиона файлов в обменном фонде.
10. Пользователь вводит запрос (например, название mp3-файла). Программа рассылает запрос на поиск файла всем узлам в списке, а далее просто ждет входящих сообщений.
11. Каждый узел, получивший запрос на поиск, ищет в своем фонде указанный файл. Если файл не найден, то узел просто не отвечает.
12. Если файл найден, узел отсылает инициатору запроса ответ с информацией о файле и о себе (IP-адрес).
13. Получив ряд ответов, программа выбирает один из узлов, устанавливает с ним стандартное HTTP-соединение и загружает файл. При этом все сообщения (от Ping-запроса до скачивания файла) посылаются по HTTP, что затрудняет их отслеживание и блокировку.

Некоторые клиенты Gnutella работают в соответствии с приведенным алгоритмом, а некоторые нет. Связано это с тем, что Gnutella — это, прежде всего, протокол взаимодействия узлов (такой же, как HTTP, например), и в нем не определены некоторые из аспектов этого взаимодействия.

Поиск в Gnutella построен на децентрализованной технологии gPulp^{[источник не указан 407 дней]}.

Клиенты

На данный момент Gnutella является одной из наиболее популярных файлообменных сетей. Работа сети Gnutella непрерывно совершенствуется благодаря усилиям разработчиков множества клиентов сети:

Специализированные

• LimeWire
• Cabos
• FrostWire
• gtk-gnutella
• Phex
• BearShare (только до версии 5!)
• Qtella

Мультисетевые

• Shareaza
• mlDonkey
• giFT
• KCeasy

Реакция со стороны FSF

Название Gnutella первоначально было игрой слов GNU, так как разработчики планировали выпустить исходный код под лицензией GNU GPL, и Nutella — марки любимой ореховой пасты этих разработчиков. Однако, ни самая первая программа, ни соответствующие современные проекты не являются свободным ПО, включая использующие протокол Gnutella gtk-gnutella, mutella и gnucleus. Кроме того, Фонд свободного программного обеспечения сосредоточен на свободе копирования и изменения программного обеспечения, в то время как Gnutella — это, прежде всего, сеть обмена музыкальными файлами. И хотя существует некоторое сходство в вопросах этики копирования программного обеспечения и музыкальных записей, FSF попросила разработчиков Gnutella изменить название программы для избежания путаницы.

См. также

• Анонимные сети
• Одноранговые сети
• Gnutella2
• SCTP

Ссылки

• Сайт Gnutella Protocol Development — описание спецификаций протокола Gnutella.
• Gnutelliums - Список клиентов Gnutella для Windows, Linux/Unix, и Macintosh
• Большое интервью с Джастином Франкелем - создателем Gnutella (PDF)