P2P-cache

Peer-to-peer caching ( P2P-caching ) är en teknik för hantering av datanätverkstrafik som används av Internet Service Providers (ISP) för att accelerera innehåll som levereras över peer-to-peer- nätverk (P2P) samtidigt som relaterade bandbreddskostnader minskas.

P2P- cachelagring liknar i princip innehållscachelagringen som länge använts av Internetleverantörer för att accelerera webbinnehåll ( HTTP) . P2P-cache lagrar tillfälligt populärt innehåll som flödar in i en internetleverantörs nätverk. Om innehållet som efterfrågas av en abonnent är tillgängligt från en cache, tillfredsställer cachen begäran från dess tillfälliga lagring, vilket eliminerar dataöverföring via dyra transitlänkar och minskar nätverksstockning . Detta tillvägagångssätt kan få Internetleverantörer att bryta mot lagar eftersom P2P-system delar filer som gör intrång i upphovsrätten i betydande delar.

P2P-innehåll svarar bra på cachning eftersom det har höga återanvändningsmönster som återspeglar en Zipf- liknande distribution. P2P-gemenskaper har olika Zipf-parametrar som avgör vilken del av filerna som efterfrågas flera gånger. Till exempel kan en P2P-gemenskap begära 75 % av innehållet flera gånger medan en annan bara kan begära 10 %.

Vissa P2P-cacheenheter kan också påskynda HTTP-videoströmmande trafik från YouTube , Facebook , RapidShare , MegaUpload , Google , AOL Video , MySpace och andra webbsidor för videodelning.

Hur P2P-cache fungerar

P2P-cache innebär att skapa en cache eller ett tillfälligt lagringsutrymme för P2P-data, med hjälp av specialiserad kommunikationshårdvara, disklagring och tillhörande programvara. Denna cache placeras i ISP:s nätverk, antingen samlokaliserad med Internettransitlänkarna eller placerad vid viktiga aggregationspunkter eller vid varje kabelhuvudände.

När en P2P-cache väl har etablerats kommer nätverket transparent att omdirigera P2P-trafik till cachen, som antingen betjänar filen direkt eller skickar begäran vidare till en fjärransluten P2P-användare och samtidigt cachelagrar denna data för nästa användare. I vilken utsträckning cachningen är fördelaktig beror på hur lika innehållsintressena hos ISP:s kunder. På grund av ett relativt litet antal innehåll som delas i P2P-system (jämfört med webben) och användarnas semantiska, geografiska och organisationsintressen kan delningsförhållandet i P2P vara betydligt högre än HTTP/webbcache [ .

P2P-cachelagring fungerar vanligtvis med en nätverkstrafikreducerande teknik som kallas Deep Packet Inspection ( DPI). DPI-teknik används av tjänsteleverantörer för att förstå vilken trafik som körs över deras nätverk och för att separera den och behandla den för den mest effektiva leveransen. DPI-produkter identifierar och skickar P2P- paket till P2P-cachesystemet så att det kan cachelagra trafiken och accelerera den.

Peerapp Ltd. innehar det första patentet för P2P-cachingteknologi, som lämnades in 2000.

P2P-bandbreddsproblemet

Under 2008 beräknades peer-to-peer- trafiken stå för 50 % av all internettrafik och förväntades fyrdubblas mellan 2008 och 2013 och nå 3,3 exabyte per månad – eller motsvarande 500 miljoner DVD-skivor varje månad. Denna trend har dock avbrutits, eftersom den globala P2P-trafiken började minska 2016 och visade en sänkning på 6 % mellan 2016 och 2021. Denna statistik kan förklaras av populariseringen av Video on Demand- tjänster, som har (tills nu) använde en centraliserad arkitektur för datadistribution.

Den ökande P2P-trafiken har skapat problem för ISP:er. Nätverk kan bli mättade med P2P-trafik, vilket skapar överbelastning för andra typer av Internetanvändning. Kostnaden för P2P-trafik är oproportionerlig mot mängden intäkter internetleverantörer gör från dessa kunder på grund av de schablonmässiga bandbreddspaketen som vanligtvis säljs. För att förhindra att P2P-trafik försämrar tjänsten för alla abonnenter står ISP:er vanligtvis inför tre val:

• Investera i ytterligare bandbredd och utrustning. Tyvärr löser det ofta inte problemet att öka bandbredden, eftersom P2P-applikationer i sig tenderar att förbruka så mycket bandbredd som tillgängligt.
• Implementera striktare bytetak, policyer eller P2P-trafikformning , vilket begränsar hastigheten på P2P-trafik. Svårigheten är att P2P-paket blir svårare och svårare att identifiera, särskilt med införandet av kryptering (som BitTorrent-protokollkryptering) . Trafikformning kan också generera negativ publicitet och kundreaktioner.
• Implementera en form av P2P-cachelagring.

Cachning släpper bandbreddskravet på kritiska internetlänkar och förbättrar upplevelsen för alla användare – P2P-användare vars fildelning förbättras genom att använda cachen, och icke-P2P-användare som upplever bättre prestanda från nätverk som inte är överbelastade från P2P-trafik.

De första som använder P2P-caching har varit Internetleverantörer i Asien, Stillahavsområdet, Latinamerika, Karibien och Mellanöstern, vars abonnenter är tunga användare av P2P-nätverk och där det är mycket kostsamt att tillhandahålla den extra bandbredden för att hantera P2P-data. kostnader för internationella transitförbindelser.

P2P-cachning förväntas bli en allt viktigare teknik för Internetleverantörer och MSO:er (flera systemoperatörer) över hela världen, särskilt med den växande populariteten för P2P-innehåll bland bredbandsabonnenter och antagandet av P2P som en innehållsdistributionsstrategi av vanliga innehållsleverantörer som t.ex. BBC .

P2P-cache-implementationer

• PeerApp UltraBand Media Caching-programvara
• Corelli är ett gemenskapsbaserat P2P-cachesystem som fungerar på ett decentraliserat sätt över flera kamrater. Detta gör att en cachningstjänst kan realiseras i miljöer som inte har fast cachinginfrastruktur, t.ex. ett trådlöst ad hoc-nätverk .
• Community Caching är en P2P-gemenskapsintressemedveten, distribuerad cachelösning för strukturerade (DHT-baserade) P2P-system. Det lindrar omkostnader på grund av isolerande P2P-gemenskaper och förlust av innehållspopularitet på grund av aggregering av innehåll från flera gemenskaper.