P2P αρχιτεκτονικές. για Υλοποίηση Επιχειρησιακών Μοντέλων για Η- Εμπόριο. S3 Laboratory - Τεχνολογία Ηλεκτρονικού Εμπορίου

Transcript

1 P2P αρχιτεκτονικές για Υλοποίηση Επιχειρησιακών Μοντέλων για Η- Εμπόριο

2 P2P αρχιτεκτονική P2P δικτύωση: νέα μορφή προγραμματισμού κατανεμημένων εφαρμογών P2P δίκτυα: διαθέτουν κόμβους που αλληλεπιδρούν μεταξύ τους που μπορεί να είναι και servers ή/και clients παραμένουν ανεξάρτητοι σε κάποιο βαθμό σχηματίζουν ομάδες και διαμοιράζονται πόρους

3 P2P Εφαρμογές Εκμεταλλεύονται πόρους (π.χ. αποθηκευτικό χώρο, κύκλους μηχανής), περιεχόμενο και ανθρώπινο δυναμικό διαθέσιμο στα άκρα του δικτύου «Edge of network» Άκρα του δικτύου Χρήστες με PCs and συσκευές που πολλές φορές Δεν έχουν μόνιμη IP address Δεν είναι ενεργές

4 Πλεονεκτήματα της τεχνολογίας P2P Χρήση πόρων που βρίσκονται στα άκρα του δικτύου Δημιουργία ομάδων από χρήστες Διατήρηση πολλαπλών αντιγράφων δεδομένων Διαθεσιμότητα συστήματος

5 P2P vs. Client-Server - 1/2 Στο Client-Server μοντέλο Ο πελάτης (client) είναι μία απλή μηχανή Ο εξυπηρετητής (server) εκτελεί όλους τους υπολογισμούς, αποθηκεύει δεδομένα, και χειρίζεται τη ροή εκτέλεσης Απλή αρχιτεκτονική, αλλά εισάγει: Περιορισμούς στην απόδοση, μοναδικά points of failure, κτλ. Κάθε κόμβος σε ένα P2P δίκτυο είναι Πελάτης - Client Εξυπηρετητής - Server Ενδιάμεσος- Intermediate: προωθεί μηνύματα requests/responses

6 P2P vs Client-Server - 2/2 P2P Client-Server Πλεονεκτήματα Υψηλή εκμετάλλευση πόρων Διαθεσιμότητα Κλιμάκωση Ανθεκτικότητα Ασφάλεια Διαχειρισιμότητα Μειονεκτήματα Ασφάλεια Διαχειρισιμότητα Single-point of failure & DoS Διαθεσιμότητα Χαμηλή εκμετάλλευση πόρων Κλιμάκωση

7 P2P δικτύωση- Εναλλακτικά Μοντέλα Πλήρως αποκεντροποιημένες αρχιτεκτονικές Απευθείας επικοινωνία Δομημένη έμμεση επικοινωνία Μη-δομημένη έμμεση επικοινωνία Ημι-αποκεντροποιημένες αρχιτεκτονικές Μοντέλο με μοναδικό κεντρικό εξυπηρετητή Υπολογιστικό μοντέλο χωρίς αυτονομία Υπολογιστικό μοντέλο με αυτονομία Μοντέλο πολλαπλών εξυπηρετητών

8 P2P δικτύωση

9 P2P δικτύωση- Εναλλακτικά Μοντέλα Aποκεντροποιημένες αρχιτεκτονικές Απευθείας επικοινωνία Δομημένη έμμεση επικοινωνία Μη-δομημένη έμμεση επικοινωνία Ημι-αποκεντροποιημένες αρχιτεκτονικές Μοντέλο με μοναδικό κεντρικό εξυπηρετητή Υπολογιστικό μοντέλο χωρίς αυτονομία Υπολογιστικό μοντέλο με αυτονομία Μοντέλο πολλαπλών εξυπηρετητών

10 Αποκεντροποιημένες αρχιτεκτονικές 1/3 Όλοι οι κόμβοι Απευθείας επικοινωνία είναι αυτόνομοι (independent, intelligent, κτλ) έχουν την ίδια «βαρύτητα» - δεν υπάρχει κόμβος ελέγχου Δεδομένα και υπολογισμοί διαμοιράζονται σε όλους τους κόμβους Κάθε κόμβος επικοινωνεί απευθείας με κάθε άλλο κόμβο του δικτύου Ως αποτέλεσμα των παραπάνω χαρακτηριστικών, υπάρχει προκύπτει πρόβλημα κλιμάκωσης, διότι δεν είναι εφικτό κάθε κόμβος να ξέρει όλους τους άλλους κόμβους

11 P2P δικτύωση- Εναλλακτικά Μοντέλα Aποκεντροποιημένεςαρχιτεκτονικές Απευθείας επικοινωνία Δομημένη έμμεση επικοινωνία Μη-δομημένη έμμεση επικοινωνία Ημι-αποκεντροποιημένες αρχιτεκτονικές Μοντέλο με μοναδικό κεντρικό εξυπηρετητή Υπολογιστικό μοντέλο χωρίς αυτονομία Υπολογιστικό μοντέλο με αυτονομία Μοντέλο πολλαπλών εξυπηρετητών

12 Αποκεντροποιημένες αρχιτεκτονικές 2/3 Όλοι οι κόμβοι Δομημένη έμμεση επικοινωνία είναι αυτόνομοι (independent, intelligent, κτλ) έχουν την ίδια «βαρύτητα» - δεν υπάρχει κόμβος ελέγχου Δεδομένα και υπολογισμοί διαμοιράζονται σε όλους τους κόμβους Οι κόμβοι είναι οργανωμένοι με συγκεκριμένη δομή (π.χ., ιεραρχικά, σε αστέρα, δακτύλιο κλπ). δεν επικοινωνούν απ ευθείας με όλους τους κόμβους, με κάποιους επικοινωνούν έμμεσα, μέσω άλλων κόμβων, βάσει της δομής με την οποία είναι οργανωμένοι οι κόμβοι. Απαιτείται κάποιας μορφής διαχείριση για να εξασφαλιστεί η δομή.

13 P2P δικτύωση- Εναλλακτικά Μοντέλα Aποκεντροποιημένες αρχιτεκτονικές Απευθείας επικοινωνία Δομημένη έμμεση επικοινωνία Μη-δομημένη έμμεση επικοινωνία Ημι-αποκεντροποιημένες αρχιτεκτονικές Μοντέλο με μοναδικό κεντρικό εξυπηρετητή Υπολογιστικό μοντέλο χωρίς αυτονομία Υπολογιστικό μοντέλο με αυτονομία Μοντέλο πολλαπλών εξυπηρετητών

14 Αποκεντροποιημένες αρχιτεκτονικές 3/3 Όλοι οι κόμβοι Μη δομημένη έμμεση επικοινωνία είναι αυτόνομοι (independent, intelligent, κτλ) έχουν την ίδια «βαρύτητα» - δεν υπάρχει κόμβος ελέγχου Δεδομένα και υπολογισμοί διαμοιράζονται σε όλους τους κόμβους Το δίκτυο είναι ανοργάνωτο (π.χ.γράφος). Κάθε κόμβος μπορεί να επικοινωνεί απευθείας με μερικούς «κοντινούς» κόμβους, αλλά μπορεί να επικοινωνεί έμμεσα με όλους τους υπόλοιπους κόμβους του δικτύου Λόγω της μη καθορισμένης δομής του δικτύου οι κόμβοι δεν γνωρίζουν την ύπαρξη άλλων κόμβων => η αναζήτηση εδώ είναι σημαντικό θέμα.

15 P2P δικτύωση- Εναλλακτικά Μοντέλα Aποκεντροποιημένεςαρχιτεκτονικές Απευθείας επικοινωνία Δομημένη έμμεσηεπικοινωνία Μη-δομημένη έμμεσηεπικοινωνία Ημι-αποκεντροποιημένες αρχιτεκτονικές Μοντέλο με μοναδικό κεντρικό εξυπηρετητή Υπολογιστικό μοντέλο χωρίς αυτονομία Υπολογιστικό μοντέλο με αυτονομία Μοντέλο πολλαπλών εξυπηρετητών

16 Ημι-αποκεντροποιημένες αρχιτεκτονικές 1/4 Υπολογιστικό μοντέλο με Μοναδικό κεντρικό εξυπηρετητή Ο μοναδικός κεντρικός εξυπηρετητής διατηρεί κατάλογο με πληροφορίες οι οποίες μπορούν να προσπελαθούν από όλους τους υπόλοιπους κόμβους-πελάτες. Αποτελεί σημείο αναφοράς χρησιμοποιείται για την αναζήτηση και δημοσιοποίηση πληροφοριών Οι κόμβοι-πελάτες είναι αυτόνομοι (independent, intelligent, κτλ) έχουν όλοι την ίδια «βαρύτητα» μπορούν να επικοινωνούν απευθείας με τους υπόλοιπους κόμβους του δικτύου αφού προηγουμένως επικοινωνήσουν με τον κεντρικό εξυπηρετητή Δεδομένα και υπολογισμοί διαμοιράζονται σε όλους τους κόμβους Μειονέκτημα: ο μοναδικός κεντρικός εξυπηρετητής αποτελεί single point of failure

17 P2P δικτύωση- Εναλλακτικά Μοντέλα Aποκεντροποιημένες αρχιτεκτονικές Απευθείας επικοινωνία Δομημένη έμμεση επικοινωνία Μη-δομημένη έμμεση επικοινωνία Ημι-αποκεντροποιημένες αρχιτεκτονικές Μοντέλο με μοναδικό κεντρικό εξυπηρετητή Υπολογιστικό μοντέλο χωρίς αυτονομία Υπολογιστικό μοντέλο με αυτονομία Μοντέλο πολλαπλών εξυπηρετητών

18 Ημι-αποκεντροποιημένες αρχιτεκτονικές 2/4 Υπολογιστικό μοντέλο χωρίς αυτονομία Περιλαμβάνει μοναδικό εξυπηρετητή που ελέγχει και κατευθύνει την κατανομή των δεδομένων και υπολογισμών στο δίκτυο Οι κόμβοι-πελάτες δεν είναι αυτόνομοι έχουν την ίδια «βαρύτητα» επικοινωνούν αποκλειστικά με τον κεντρικό εξυπηρετητή Δεν θεωρείται πραγματική p2p αρχιτεκτονική

19 P2P δικτύωση- Εναλλακτικά Μοντέλα Aποκεντροποιημένες αρχιτεκτονικές Απευθείας επικοινωνία Δομημένη έμμεση επικοινωνία Μη-δομημένη έμμεση επικοινωνία Ημι-αποκεντροποιημένες αρχιτεκτονικές Μοντέλο με μοναδικό κεντρικό εξυπηρετητή Υπολογιστικό μοντέλο χωρίς αυτονομία Υπολογιστικό μοντέλο με αυτονομία Μοντέλο πολλαπλών εξυπηρετητών

20 Ημι-αποκεντροποιημένες αρχιτεκτονικές 3/4 Υπολογιστικό μοντέλο με αυτονομία Περιλαμβάνει μοναδικό εξυπηρετητή που ελέγχει και κατευθύνει την κατανομή των δεδομένων και υπολογισμών στο δίκτυο Οι κόμβοι-πελάτες είναι αυτόνομοι έχουν την ίδια «βαρύτητα» επικοινωνούν με άλλους κόμβους του δικτύου αφού προηγουμένως επικοινωνήσουν με τον εξυπηρετητή Μειονέκτημα: ο μοναδικός κεντρικός εξυπηρετητής αποτελεί single point of failure

21 P2P δικτύωση- Εναλλακτικά Μοντέλα Aποκεντροποιημένεςαρχιτεκτονικές Απευθείας επικοινωνία Δομημένη έμμεση επικοινωνία Μη-δομημένη έμμεση επικοινωνία Ημι-αποκεντροποιημένες αρχιτεκτονικές Μοντέλο με μοναδικό κεντρικό εξυπηρετητή Υπολογιστικό μοντέλο χωρίς αυτονομία Υπολογιστικό μοντέλο με αυτονομία Μοντέλο πολλαπλών εξυπηρετητών

22 Ημι-αποκεντροποιημένες αρχιτεκτονικές 4/4 Μοντέλο πολλαπλών εξυπηρετητών Επέκταση του μοντέλου με τον μοναδικό κεντρικό εξυπηρετητή περιλαμβάνει περισσότερων του ενός κεντρικούς εξυπηρετητές Οι εξυπηρετητές μπορούν να επικοινωνούν ο ένας με τον άλλο Οι κόμβοι-πελάτες επικοινωνούν μεταξύ τους αφού πρώτα επικοινωνήσουν με κάποιον εξυπηρετητή Χρησιμοποιείται για δημιουργία υβριδικών αρχιτεκτονικών, π.χ. οι servers μεταξύ τους μπορεί να είναι συνδεδεμένοι απ ευθείας (πλήρως αποκεντροποιημένο μοντέλο με απ ευθείας επικοινωνία), αλλά όχι μαζί να να συμπεριφέρονται ως ένας server σε μια ημι-αποκεντροποιημένη αρχιτεκτονική Πλεονέκτημα: αύξηση της αξιοπιστίας, λόγω του ότι δεν υπάρχει ένα μοναδικό σημείο κατάρρευσης [single point of failure]. η ποιότητα των προσφερόμενων υπηρεσιών βελτιώνεται, γιατί μοιράζονται μεταξύ των εξυπηρετητών.

23 Σύγκριση P2P αρχιτεκτονικών Πλεονεκτήματα Μειονεκτήματα Αποκεντροποιημένες Πλήρως peer-to-peer Χωρίς κόμβους ελέγχου Ανθεκτικές σε επιθέσεις DoS Αναπαριστούν με μεγαλύτερη ακρίβεια δίκτυα επικοινωνίας χρηστών Δυσκολία στη διαχείριση Δυσκολο να εξασφαλιστούν Δύσκολη η υλοποίηση μηχανισμών αναζήτησης Ημι- Κεντροποιημένες Εύκολη η διατήρηση αξιοπιστίας Κατάλληλες για συστήματα real-time Εύκολη η διατήρηση της ασφάλειας Στηρίζονται στην ύπαρξη ενός ή περισσότερων εξυπηρετητών Δεκτικές σε επιθέσεις DoS Συγκεκριμένα Σημεία κατάρρευσης

24 Εναλλακτική Κατηγοριοποίηση P2P Συστημάτων Δομημένα Structured Αδόμητα - Unstructured

25 Αδόμητα P2P Συστήματα Σύνδεση κόμβων στο δίκτυο: Γίνεται με κάποιο χαλαρό τρόπο Δεν υπάρχει προγενέστερη γνώση για την τοπολογία του δικτύου. Το δίκτυο στηρίζεται στη χρήση flooding μηχανισμών για τη μετάδοση των queries σε περιορισμένες περιοχές του δικτύου Όταν κάποιος κόμβος λάβει ένα flood query, επιστρέφει μια λίστα με αποτελέσματα στο κόμβο που έκανε την ερώτηση.

26 Δομημένα P2P Συστήματα Τοπολογία του P2P δικτύου Αυστηρά καθορισμένη και Ελεγχόμενη. Το περιεχόμενο τοποθετείται σε συγκεκριμένες θέσεις Διευκολύνεται η εύκολη και αποδοτική αναζήτηση του περιεχομένου Τα συστήματα αυτά στηρίζονται συνήθως στη χρήση Distributed Hash Table (DHT) Τα δεδομένα τοποθετούνται με ντετερμινιστικό τρόπο σε κόμβους του δικτύου Οι κόμβοι έχουν προσδιοριστές που αντιστοιχούν στα μοναδικά κλειδιά που αποδίδονται στα δεδομένα

27 Σημαντικά θέματα σε P2P αρχιτεκτονικές Κατασκευή / Οργάνωση δικτύου εισαγωγή, διαγραφή κόμβων και δεδομένων Αναζήτηση Κόμβων και δεδομένων Ασφάλεια Εμπιστοσύνη Ταυτοποίηση Ανωνυμία Προσπέλαση πίσω από Firewalls και NAT

28 Παραδείγματα εφαρμογών Instant Messaging Jabber AIMSter OMNIPRISE Filetopia File Sharing and Distributed Search Napster Gnutella ExactOne Eudora Mangosoft Pointera Audiogalaxy Satellite CuteMX (Media exchange) The Writeable Web BrowseUp Blogger Collaborative Work and Community Web Networking Groove CenterSpan Engenia Distributed Computation Avaki Base One International Enrtopia Datasynapse United Devices: Parabon Mojo Nation

29 Σύγκριση P2P εφαρμογών Φύση του συστήματος Αρχιτεκτονική Μηχανισμός Διευθυνσιοδότησης Napster Διαμοιρασμός Αρχείων Αρχιτεκτονική μοναδικού κεντρικού εξυπηρετητή Αντιστοίχηση Username με IP Address Freenet Διαμοιρασμός Αρχείων& Πληροφοριών Μη δομημένη έμμεση επικοινωνία Κεντρικοί εξυπηρετητές διατηρούν καταλόγους με IP addresses ICQ Ανταλλαγή Μηνυμάτων Αρχιτεκτονική μοναδικού κεντρικού εξυπηρετητή Αντιστοίχηση Username με IP Address Διαμοιρασμός υπολογιστικών πόρων Υπολογιστικό μοντέλο χωρίς αυτονομία IP addresses Gnutella Διαμοιρασμός Αρχείων & Πληροφοριών Μη δομημένη έμμεση επικοινωνία Κεντρικοί εξυπηρετητές διατηρούν καταλόγους με IP addresses AIM Ανταλλαγή Μηνυμάτων Μοναδικός κεντρικός εξυπηρετητής Αντιστοίχηση Username με IP Address

30 Ακατάλληλα πεδία εφαρμογής της P2P αρχιτεκτονικής Συστήματα πραγματικού χρόνου Κρίσιμα συστήματα δοσοληψιών Κρίσιμα συστήματα ασφάλειας Κρίσιμα συστήματα προστασίας

31 Πλατφόρμες ανάπτυξης JXTA.Net Groove Open source based on Freenet, Gnutella, Napster, Magi, etc. 4/11/2006

32 Επιχειρησιακά μοντέλα Επιχειρησιακά μοντέλα που μπορούν να υλοποιηθούν σε P2P αρχιτεκτονική

33 Τάσεις καί Εξέλιξη στα Επιχ. Μοντέλα Multiple functions integrated Functional Integration Single Function Lower Degree of Innovation Higher

34 Επιλογή μοντέλων για P2P αρχιτεκτονική Κριτήρια επιλογής ικανών μοντέλων: Ύπαρξη συνεργαζόμενων κόμβων/χρηστών που επικοινωνούν αμφίδρομα Ανεξαρτησία κόμβων/χρηστών

35 Πιθανά μοντέλα για εφαρμογή της P2P αρχιτεκτονικής Η-διαπραγματεύσεις Εικονικές κοινότητες [η-κοινότητες] Ολοκλήρωση Αλυσίδας Αξιών Εικονικές Επιχειρήσεις Συνεργατική Ανάπτυξη Προϊόντων

36 Ολοκλήρωση Αλυσίδας Αξιών Το μοντέλο αυτό χρησιμοποιεί την τεχνολογία του διαδικτύου για τη βελτιστοποίηση της επικοινωνίας και συνεργασίας μεταξύ όλων των συμμετεχόντων σε μία Αλυσίδα Αξιών. Απαραίτητο μοντέλο για τον συντονισμό των συμμετεχόντων ξεκινώντας από τους προμηθευτές και καταλήγοντας στους καταναλωτές. Οι διαδικασίες της επιχείρησης εκτείνονται και εκτός αυτής Κάθε επιχείρηση που συμμετέχει στην αλυσίδα πραγματοποιεί ένα σύνολο από διεργασίες για να παράγει τα προϊόντα της.

37 Συνεργατική Ανάπτυξη Προϊόντων Συγκέντρωση της ανάπτυξης κατηγοριών προϊόντων τα οποία προσαρμόζονται για την ικανοποίηση αναγκών των τοπικών αγορών (πχ. Ford) Στόχοι αναδιοργάνωση των κέντρων ανάπτυξης έτσι ώστε κάθε κέντρο να είναι υπεύθυνο για την ανάπτυξη μιας καθορισμένης κατηγορίας προϊόντων ελαχιστοποίηση του χρόνου ανάπτυξης με την χρήση τεχνικών κάθετης και οριζόντιας ολοκλήρωσης συγκεκριμενοποίηση των χαρακτηριστικών για κάθε προϊόν Κοινά χαρακτηριστικά Ειδικά χαρακτηριστικά που πρέπει να αναπτυχθούν ξεχωριστά για κάποια κατηγορία αγοράς