Tesis de Maestría en Informática

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1 PEDECIBA Informáica Insiuo de Compuación Faculad de Ingeniería Universidad de la República Monevideo Uruguay Tesis de Maesría en Informáica Redes de Conenido: Taxonomía y Modelos de evaluación y diseño de los mecanismos de descubrimieno de conenido Pablo Rodríguez-Bocca Ocubre 2005 Orienador de Tesis: Dr. Hécor Cancela Bosi Supervisor: Dr. Hécor Cancela Bosi

2 Redes de Conenido: Taxonomía y Modelos de evaluación y diseño de los mecanismos de descubrimieno de conenido. Pablo Rodríguez-Bocca. ISSN Tesis de Maesría en Informáica PEDECIBA. Repore Técnico INCO-RT-05-xx (número en rámie). PEDECIBA. Insiuo de Compuación - Faculad de Ingeniería Universidad de la República. Monevideo Uruguay Ocubre de 2005.

3 Agradecimienos En primer lugar quiero agradecer a mi uor Hécor Cancela Bosi por su apoyo y esímulo permanene. Al área de Informáica del PEDECIBA por la admisión al programa de Maesría en Informáica. Al programa de óvenes invesigadores de la Comisión Secorial de Invesigación Cienífica (CSIC) al proyeco RMS del Programa de Desarrollo Tecnológico (PDT) y al proyeco PAIR del programa de Equipos Asociados del INRIA (Francia) por su apoyo económico en disinas eapas de la maesría.al Deparameno de Invesigación Operaiva del Insiuo de Compuación y a la Adminisración Nacional de Telecomunicaciones (ANTEL) por permiir mi dedicación al proyeco. A mis padres que con su esfuerzo me permiieron realizar las carreras de Ingeniería en Compuación y Elécrica siempre fomenando en mi el ingenio y el rabao. A mi hermana y amigos por ayudarme y disimular inerés en esos emas académicos; y a mi novia por su incondicional apoyo y paciencia.

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5 Resumen En ese rabao se esudia a las Redes de Conenido en su conuno desde el puno de visa de su diseño y arquiecura. Una Red de Conenido es una red virual que se mona sobre la infraesrucura IP donde se soporan búsquedas y enruamieno en base exclusivamene al conenido. Esas redes viruales de conenido ienen el aracivo y la flexibilidad de adecuarse a los requerimienos de cada aplicación específica en cuano a confiabilidad performance anonimao seguridad ec. En los úlimos años se han desarrollado en disinos conexos gran canidad de redes de conenido incluyendo redes peer-o-peer cooperaive Web caching conen delivery newor subscribe-publish newors conen-based sensor newors bacup newors disribued compuing collaboraives newors insan messagings muliplayers games y search engines. En la primera pare del rabao se deermina una axonomía y clasificación sobre la arquiecura y diseño que presenan las redes de conenido. Eso permie especificar una serie de problemas relacionados desde un enfoque de opimización. En paricular se concenra el esudio sobre una clase de problemas de diseño: respeco al descubrimieno del conenido en la red donde exise un compromiso enre la publicación y la búsqueda de información. Esas redes inenan mediane disinas écnicas maximizar la disponibilidad del conenido presene en la red. Al enconrarse los nodos paricipanes limiados en su consumo de comunicación se debe decidir si inverir en publicar los nuevos conenidos o esperar a las búsquedas de los solicianes. Dependiendo de la dinámica del conenido en la red (ano en las soliciud como en el aloamieno del conenido) y del coso de ransmisión de una publicación o una búsqueda se encuenra el compromiso de diseño de la red. En la segunda pare del rabao se presenan dos modelos para el problema del descubrimieno del conenido uno aplicable al conexo general y oro a los nodos más compromeidos de la red: los nodos agregadores (o cache). En la amplia mayoría de las redes de gran escala exisen los nodos agregadores esos nodos ienen como finalidad disminuir el coso de paricipar en la red a los solicianes y fuenes de conenido. Una de las écnicas más aplicadas en esos nodos para minimizar el consumo de ancho de banda y la laencia es reuilizar emporalmene consulas previas de algún conenido (el cache). Para el problema en los nodos agregadores se presena una meodología de resolución la cual se aplica a dos casos de esudios concreos: una red P2P para comparir archivos y el sisema DNS. Palabras clave: Redes de conenido peer-o-peer opimización no lineal caching clusering DNS.

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7 Conenido Inroducción General.... Moivación....2 Resulados y Conribuciones Caracerísicas y Taxonomía de las Redes de Conenido y las Redes P2P Modelos para el Problema del Descubrimieno del Conenido en esas redes Meodología para la Resolución del Problema del descubrimieno en los nodos agregadores Organización del Documeno... 5 Conexo Tecnológico: Redes de Conenido Redes de Conenido Inroducción Fundamenos y Anecedenes Bases Concepuales Caracerísicas Generales Clasificación y Taxonomía Conclusiones y Consideraciones Generales Redes de Pares (Peer o Peer) Inroducción Bases Concepuales Clasificación y Taxonomía Evolución Hisórica Arquiecuras Acuales Sisema de Nombre de Dominios Inroducción Bases Concepuales El DNS en el Marco de las Redes de Conenido Discusión y Conclusiones Problemas Asociados a la Arquiecura de las Redes de Pares Problema de Esudio: Descubrimieno del Conenido en una Red de Conenido Modelo General: Problema del Descubrimieno de Conenido CDP - Conen Discovery Problem El Tiempo El Conenido y los Nodos Esado de la Red Descubrimieno del Conenido: Mensaes y Resricción de Ancho de Banda Transición de Esado Obeivo de la Red Resumen...68

8 3.2 Aplicación del CDP a Redes Reales Napser (Modelo Híbrido) [66][67] Gnuella (Modelo Puro) [52] DNS (Modelo Jerarquizado) [57][58] Discusión y Conclusiones Modelo Paricular: Problema del Descubrimieno de Conenido en los Agregadores CCP - Conen Caching Problem El Tiempo El Conenido y los Nodos Esados y Transición de la Red Descubrimieno del Conenido: Mensaes y Resricción de Ancho de Banda Bacbone Obeivo de la Red Resumen CCCP - Conen Class Caching Problem Moivación Clases de Conenido Formulación Eemplo Ilusraivo Oros Enfoques: Tiempo de Expiración en Caches Consisencia de la Información Mecanismo de Time-o-Live (TTL) Oras Redes y Mecanismos Discusión y Conclusiones Compromiso enre Publicación y Búsqueda Relación enre los modelos CCP-CCCP. Simería en la Solución Modelos CCP CCCP y Mecanismos de TTL Casos de Esudio: P2P y DNS P2P - File Sharing Sysem Obeivos Paramerización del Modelo: Obención de las Insancias Méodo de Resolución Resulados Conclusiones DNS - Domain Name Sysem Obeivos Medidas Reales: Obención de las Insancias Méodo de Resolución Resulados Conclusiones...30 Conclusiones Generales Conclusiones Publicaciones Trabao a Fuuro...35 Bibliografía Glosario... 53

9 Apéndice A: Méodo de Agregación del Conenido en Clases Apéndice B: Insancias de los Casos de Esudio Índice de Ilusraciones Índice de Tablas... 95

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11 . CAPÍTULO Inroducción General En los úlimos años con el crecimieno de Inerne se han expandido las redes de aplicaciones de conenido específico como las redes enre pares (peer-o-peer) las redes para disribución de conenido (conen delivery newor) los sisemas de mensaería y colaboración los uegos en línea ec. Esas redes conocidas en su conuno como Redes de Conenido son redes viruales que se monan sobre la infraesrucura IP de la Inerne o de una red corporaiva. Las redes viruales como su nombre lo indica ienen la flexibilidad de crear una opología virual propia no imporando la red física IP subyacene (es decir dos nodos conecados en la red virual pueden esar muy aleados en la red física). Para acceder al conenido no es necesario manener coninuamene un vínculo fio enre el conenido y el hos donde esá aloado. Más aún para muchas redes de conenido en un momeno dado pare del conenido puede ser aloado movido o replicado en algún oro nodo de la red con el fin de meorar la disponibilidad iempo de acceso anonimao ec.. Moivación.2 Resulados y Conribuciones.3 Organización del Documeno Las Redes de Conenido han ugado un papel proagónico en el desarrollo de la sociedad de la información brindando infraesrucura para la ofera de conenido especializado y/o masivo. La misma Inerne puede verse bao ese paradigma como una red de conenido donde el conenido son las direcciones de red IP y los proocolos de enruamieno el mecanismo que iene la red para descubrir el conenido. Oro eemplo claro es el sisema de nombres de dominio DNS (por sus siglas en inglés: Inerne Domain Name Sysem) donde el conenido son los nombres compleos de los hos siendo un sisema vial para la mayoría de servicios que se ofrecen en Inerne. En ese capíulo se presenan las moivaciones del esudio (sección.) los principales resulados del rabao realizado (sección.2) y la esrucura general del Informe (sección.3).. Moivación Denro de las Redes de Conenido se encuenran las redes peer-o-peer cooperaive Web caching conen delivery newor subscribe-publish newors conen-based sensor newors bacup newors disribued compuing collaboraives newors insan messagings muliplayers games search engines ec. Cada una de esas redes varía en el público obeivo que las uiliza y principalmene en el ipo de conenido que aloan (variando su conenido desde simples archivos de sisema a capacidad de cómpuo capacidad de almacenamieno e inclusive ineracción humana). Esa amplia variedad de aplicaciones ha provocado que las redes de conenido presenen en la acualidad múliples arquiecuras a pesar que en muchos casos enfrenen problemas de diseño en común. Debido a esa disgregación las redes de conenido permien una adapabilidad muy grande a las necesidades pariculares de Redes de Conenido - Capíulo - Inroducción General

12 nuevas aplicaciones con requerimienos específicos en cuano a confiabilidad disponibilidad redundancia performance iempo de acceso anonimao seguridad ec. Eso sumado a que son desarrolladas bao las nuevas endencias de la Informáica (como ser ecnologías de comunicación ineroperables basadas en XML conexiones ransparenes a ravés de proxies ec.) ha permiido la proliferación de las redes de conenido principalmene en el ámbio de Inerne. Oros aspecos de la acualidad deerminan un conexo favorable para la uilización masiva de redes de conenido. En los úlimos años a crecido enormemene la peneración del acceso a Inerne en su modalidad de banda ancha permiiendo a los usuarios comparir la gran canidad de recursos (procesamieno almacenamieno ransmisión) ociosos que disponen. La independencia enre el conenido y una dirección de aloamieno (IP) fia que uilizan esas redes deermina menos vulnerabilidad a diversos aaques en paricular los del ipo de denegación de servicio (Denial of Service: DoS) además de permiir nuevas aplicaciones enre pares o compuación móvil. Desde el puno de visa empresarial debido a que las redes de conenido uilizan aplicaciones propias del lado del cliene esas permien mayor fidelización por pare del mismo. A su vez al ser diseñadas pensando en su escalamieno esas redes en general reducen la carga adminisraiva (operación y manenimieno) y el coso de los elemenos de red respeco a las soluciones radicionales para ofrecer conenido. Por esas razones en los úlimos años ha crecido enormemene la uilización de las redes de conenido lo cual es de fuere inerés para los acuales proveedores de servicios en Inerne (ISPs) dado el impaco que ienen esas redes emergenes en su infraesrucura de Inerne así como en posibles oferas de valor agregado que suran con su despliegue. Con las redes de conenido surge una serie de consideraciones relacionadas a su arquiecura y diseño. El proyeco se enmarca en el área de inerés del Deparameno de Invesigación Operaiva Insiuo de Compuación Faculad de Ingeniería Universidad de la República. Hace más de una década que el Deparameno realiza rabaos en el diseño de redes de comunicaciones con buenas propiedades en cuano a su confiabilidad y performance[24][25][26][27][28]. El resulado de haber definido ese área como de prioriario inerés ha permiido conformar un grupo humano de alo rigor académico y expericia además de un desaque a nivel mundial de sus invesigaciones. En la acualidad se esá realizando un proyeco marco con el equipo ARMOR del INRIA Rennes Francia que engloba disinas acividades en el ema. Se raa del proyeco PAIR Planificación de Arquiecura e Infraesrucura de Redes. La flexibilidad en el diseño de esas redes viruales muchas veces presena un impaco negaivo en la infraesrucura exisene de Inerne debido a que dos nodos conecados en la red virual pueden esar muy aleados en la red física. Al no conemplarse a la red de Inerne subyacene cuando se arman sus opologías se provoca un mayor reardo a los clienes y un fuere impaco sobre la lógica de negocios de los proveedores de Inerne (con un consumo elevado en los cososos enlaces inernacionales) [87][88][200][205]. Eso ambién impora a los proveedores de equipamieno de redes viendo la oporunidad de negocio al brindar soluciones a los ISPs. En la acualidad el ráfico de las aplicaciones P2P represena un porcenae imporane del consumo en los enlaces inernacionales de acceso a Inerne en cada ISP varias empresas ofrecen equipamieno que garaniza una reducción del consumo en los enlaces inernacionales debido a aplicaciones P2P. Eemplos de equipamieno: PaceShaper de Paceeer[86] Peer-o-Peer-Elemen de Sandvine[209] y PeerCache de Jolid[9]. Redes de Conenido - Capíulo - Inroducción General 2

13 .2 Resulados y Conribuciones Las conribuciones presenadas en ese rabao esán enfocadas a brindar un mayor enendimieno de las redes de conenido en su globalidad. Esudiando en dealle lo que refiere a la arquiecura y diseño de las mismas y a la medición y evaluación de sus performances. Las conribuciones realizadas pueden ser agrupadas denro de los siguienes punos: Caracerísicas y axonomía de las redes de conenido y las redes P2P. Modelos para el problema del descubrimieno del conenido en esas redes. Meodología para la resolución del problema del descubrimieno en los nodos agregadores..2. Caracerísicas y Taxonomía de las Redes de Conenido y las Redes P2P. Se ha recopilado y analizado la lieraura referene a redes de conenido y redes P2P de forma deallada. Son esudiados en profundidad dos conunos de caracerísicas de esas redes: uno relacionado con la arquiecura o el diseño y oro relacionado con el comporamieno o la performance presenando eemplos de redes reales. A parir de dichas caracerísicas se iene como sínesis y exensión de las propuesas exisenes en la lieraura una propuesa de axonomía para redes de conenido y redes P2P..2.2 Modelos para el Problema del Descubrimieno del Conenido en esas redes. Se idenificaron algunos problemas y relaciones de compromisos que ocurren en el diseño de las arquiecuras de las redes de conenido. Un ipo de problema presene en la mayoría de las redes resala sobre el reso y es esudiado en profundidad: es el problema del descubrimieno de conenido en redes disribuidas. En una red de conenido el enruamieno y aloamieno del conenido se basan en la descripción del conenido en lugar de su ubicación por ano en esas redes no exise un vínculo fio enre el conenido y el hos que lo aloa. De esa forma oda red de conenido es en realidad una red de conocimieno donde el conocimieno es la información de aloamieno de cada conenido específico. Por información de aloamieno debe enenderse la mea-información que relaciona el conenido con el nodo que lo posee. La mea-información se encuenra disribuida enre los nodos de la red por lo que en general no exise una visa global de oda la mea-información. El obeivo de la red es poder brindar a los solicianes de cada conenido la mayor canidad de nodos que lo aloan es decir ener la visa global más complea posible de la mea-información. Básicamene exisen dos formas de descubrir la mea-información esas formas son la publicación y la búsqueda. Por publicación debe enenderse que un nodo de la red volunariamene decide informarle a oros de la mea-información que él conoce. Por búsqueda debe enenderse el soliciarle a oros la mea-información que posean. El carácer dinámico del conenido y los nodos de la red hace muy difícil la area de manener la mea-información en la red se considera que cuano más dinámica es la red más debe descubrirse la información mediane búsquedas pueso que el coso Redes de Conenido - Capíulo - Inroducción General 3

14 de la publicación sería inusificado dado que la mea-información descubiera rápidamene perdería su validez. El problema de descubrimieno de conenido es especificado mediane una combinación de un modelado de la evolución discreizado en el iempo con una formulación de programación enera. En el documeno a ese problema se le da el nombre de CDP (Conen Discovery Problem) y básicamene raa: Esablecido un parón de conexión de aloamieno de conenido y de soliciud de conenido el problema consise en maximizar la localización del conenido soliciado permiiendo variar la políica de descubrimieno (publicación y búsqueda) y expiración de la información. Oros dos modelos son presenados como casos pariculares del problema general. Consideran el problema del compromiso enre la publicación y la búsqueda solo en un ipo de nodos de la red: los nodos agregadores (o nodos caches). El nodo agregador debe deerminar que conenido aloar en su cache y que conenido debe buscar en la red de conenido de forma de maximizar las fuenes de conenido respondidas a los solicianes es decir deben definir una políica ópima de fiación de iempos de expiración de la información. Se define el CCP (Conen Caching Problem) de la manera siguiene: Esablecido un parón de aloamieno de conenido y de soliciud de conenido en la red el problema consise en maximizar la localización del conenido soliciado permiiendo variar la políica de expiración de la información en el nodo agregador. Y el CCCP (Conen Class Caching Problem): Esablecidas clases de conenido en una red donde cada clase compare un parón de aloamieno y de soliciud común de conenidos el problema consise en maximizar la localización del conenido soliciado permiiendo variar la políica de expiración de la información en el nodo agregador. El CCCP es una generalización del problema CCP. Inroduciendo la noción de clases de conenido esa generalización iene como obeivo la simplificación en la búsqueda de soluciones. Eso se logra reduciendo la canidad de variables de decisión del problema para los casos de esudio del orden del millón a un orden de unos cienos (las variables de decisión del CCP son los iempos de expiración de cada conenido mienras que las del CCCP son los iempos de las clases). Ambos problemas se expresan mediane modelos de programación no lineal (en paricular problemas de maximización de función obeivo y resricciones convexas)..2.3 Meodología para la Resolución del Problema del descubrimieno en los nodos agregadores. Para los problemas CCP y CCCP se especifica una meodología de resolución esudiando su validez en dos casos de esudio: P2P: Se esudia el comporamieno del modelo en una red de inercambio de archivos En la acualidad el ipo de red más uilizado para esos fines (según la axonomía presenada) perenecen a las redes sinácicas insensibles con disribución erarquizada (donde se incluyen por eemplo la red FasTrac de KaZaA[27]). Los valores uilizados en las insancias de ese caso de prueba se exraeron de la bibliografía. Redes de Conenido - Capíulo - Inroducción General 4

15 DNS: También se muesra la uilidad del modelo paricular en la red DNS (Domain Name Sysem)[57][58] que es una red semánica sensible de disribución erarquizada. Los valores de las insancias de ese caso de prueba se exraeron de la realidad uilizando daos de la empresa de elecomunicaciones ANTEL[2]..3 Organización del Documeno A coninuación se explica brevemene la esrucura del Informe. El capíulo 2 es una inroducción deallada a las Redes de Conenido en paricular lo que refiere a la arquiecura y diseño de las mismas y a la medición y evaluación de sus performances. De esa forma son esudiados en profundidad dos conunos de caracerísicas de las redes de conenido: uno relacionadas con la arquiecura y oro relacionado con el comporamieno. Siempre que es posible el capíulo se nure de eemplos de redes reales. A parir de dichas caracerísicas se iene como sínesis y exensión de las propuesas exisenes en la lieraura una propuesa de axonomía para redes de conenido y redes P2P. El capíulo culmina con un esudio más deallado de dos ipos de redes de conenido que acompañaran el rabao en los siguienes capíulos: las Redes de Pares (peer-opeer) y el Sisema de Nombres de Dominio (DNS). Del análisis del esado del are se exraen como conclusiones del capíulo 2 problemáicas y relaciones de compromiso a nivel del diseño que presenan las redes de conenido. El capíulo 3 especifica el modelado de uno de los problemas (llamado CDP) que se considera más imporane para la mayoría de las redes: el del compromiso enre la publicación y la búsqueda de la información. Ese modelo deallado del comporamieno de los nodos de una red de conenido combina un modelado de la evolución discreizado en el iempo con una formulación de programación enera. A pesar de no haberse implemenado en ese rabao ese modelo puede ser base de esudios fuuros para su simulación o evenual opimización. En el capíulo 4 se deallan dos modelos (el CCP y el CCCP) de programación no lineal para el caso específico de la fiación de iempos de expiración de conenidos en un nodo agregador (o nodo cache). Ese es un caso paricular del problema de compromiso enre publicación y búsqueda de información donde el nodo agregador debe deerminar que conenido aloar en su cache y que conenido debe buscar en la red de conenido de forma de maximizar las fuenes de conenido respondidas a los solicianes. El capíulo 5 especifica una meodología para resolver los problemas CCP y CCCP a ravés de nuesros dos casos de esudio: una red P2P y el sisema DNS. Por úlimo en el capíulo 6 se presenan las principales conclusiones y conribuciones del rabao conunamene con algunas posibles líneas de rabao fuuro. Redes de Conenido - Capíulo - Inroducción General 5

16 Redes de Conenido - Capíulo - Inroducción General 6

17 2. CAPÍTULO Conexo Tecnológico: Redes de Conenido Las redes de conenido son unos de los componenes de mayor despligue en la acual infraesrucura ecnológica que sopora el desarrollo de la sociedad de la información dada su capacidad para brindar acceso a grandes volúmenes de conenido especializado maneando eficienemene la masividad ano respeco a la canidad de usuarios como al volúmen de información disponible. Decenas o cienos de esas redes se han prooipado y pueso en producción enre las más nombradas en los medios de comunicación podemos mencionar las aplicaciones peer-o-peer los sisemas de mensaería insanánea y las redes de disribución de conenido (CDNs); incluso por su esquema de funcionamieno la propia Inerne y el sisema DNS son eemplos de redes de conenido. La variedad de diseños presenes en las Redes de Conenido les permie adaparse exiosamene a las necesidades pariculares de cada aplicación. Con el crecimieno de Inerne en los úlimos años se han desarrollado gran canidad de redes de conenido con obeivos muy variados como el inercambio de archivos el respaldo de la información la mensaería el enreenimieno ec. El capíulo se divide en res secciones en la sección 2. se esudian las redes de conenido en general luego más específicamene las redes de pares (peer-o-peer) en la sección 2.2 y la red de sisemas de nombre de dominios en la sección 2.3. Para las redes de conenido se presena una definición formal las principales caracerísicas así como una axonomía de clasificación según el diseño y arquiecura de la red. Cuando se esudian las redes de pares se definen y enmarcan denro de la generalidad de las redes de conenido además de ofrecer una axonomía más específica. De misma forma se esudia el sisema de nombres de dominios. El capíulo concluye con un resumen de los problemas comunes que enfrenan las redes de conenido Redes de Conenido 2.2 Redes de Pares 2.3 Sisema de Nombre de Dominios 2.4 Discusión y Conclusiones 2. Redes de Conenido 2.. Inroducción En [37] se define una Red de Conenido como una red donde el direccionamieno y el enruamieno del conenido se basan en la descripción del conenido en lugar de su ubicación Las redes de conenido son redes viruales que se monan sobre la infraesrucura IP de la Inerne o de una red corporaiva. Las redes viruales como su nombre lo indica ienen la flexibilidad de crear una opología virual propia no imporando la red física IP subyacene (es decir dos nodos conecados en la red virual pueden esar muy aleados en la red física). Redes de Conenido - Capíulo 2 - Conexo Tecnológico: Redes de Conenido 7

18 Para acceder al conenido no es necesario manener coninuamene un vínculo fio enre el conenido y el hos donde esá aloado. Más aún para muchas redes de conenido en un momeno dado pare del conenido puede ser aloado movido o replicado en algún oro nodo de la red con el fin de meorar la disponibilidad iempo de acceso anonimao ec. Esas caracerísicas sumado a una liberad de diseño produco del coninuo desarrollo en el que se encuenran sus proocolos y arquiecuras represenan un aracivo muy imporane para nuevas aplicaciones con requerimienos específicos en cuano a confiabilidad disponibilidad redundancia performance iempo de acceso anonimao seguridad ec. El capíulo sigue con una inroducción a las redes de conenido según su uilización desde un puno de visa hisórico. A poseriori se especifican las bases concepuales una definición para las redes de conenido y los nodos que la componen. La sección siguiene presena las principales caracerísicas de las redes de conenido por un lado aquellas referenes a la arquiecura y por oro las que ienen en cuena el comporamieno de la red. Finalmene se presena una axonomía de las redes de conenido (en base a las caracerísicas más relevanes para la especificación del diseño y arquiecura de ese ipo de redes) y discue cada caegoría de esa axonomía presenando diversos eemplos de aplicaciones exisenes exraídas de la lieraura Fundamenos y Anecedenes Anecedenes El desarrollo de redes de conenido [37] no es nuevo la misma Inerne puede verse bao ese paradigma como una red de conenido donde el conenido son las direcciones de red IP. En sus comienzos la Inerne surge como una red de pares (peer-o-peer) donde cada nodo cooperaba en el enruamieno de los paquees que se realizaba a ravés de ellos mismos sin embargo luego de enfrenar un crecimieno inicial la misma perdió el diseño original de redes de pares por un diseño erarquizado. Ese diseño erarquizado consolidó en la acualidad una esrucura cliene-servidor donde unos pocos nodos servidores (rouers) se encargan de ofrecer servicio de enruamieno a la mayoría de nodos que son clienes. El paradigma cliene-servidor se exrapoló a las aplicaciones donde los servicios más usados de Inerne como ser el Web ec. funcionan acualmene. Sin embargo múliples facores desafían al paradigma cliene-servidor en la acualidad resalándose la gran disponibilidad de recursos a comparir por los exremos de la red. Esa nueva realidad ha permio proliferar una serie de redes de conenido en especial las redes de pares (peer-o-peer) donde por eemplo en Uruguay el principal proveedor de acceso de banda ancha a Inerne Anel[2] iene un consumo residencial cercano a un 0% de sus enlaces exclusivamene en señalización de las más exiosas redes peer-o-peer. Acualmene exisen gran canidad de redes de conenido incluyendo redes peer-opeer cooperaive Web caching conen delivery newor subscribe-publish newors conen-based sensor newors bacup newors disribued compuing collaboraives newors insan messagings muliplayers games y search engines. Redes de Conenido - Capíulo 2 - Conexo Tecnológico: Redes de Conenido 8

19 Las redes de conenido ahora pensadas como redes viruales monadas sobre la infraesrucura exisene de Inerne son sumamene arayenes dada su flexibilidad a adecuarse a los requerimienos de cada aplicación específica en cuano a confiabilidad performance anonimao seguridad ec. sin embargo en general no conemplan al armar sus opologías la red física de Inerne (es decir dos nodos conecados en la red virual pueden esar muy aleados en la red física) provocando mayor reardo a los clienes y un fuere impaco sobre la lógica de negocios de los proveedores de Inerne [87][88][200][205]. Moivación y Uilidad Las moivaciones para consruir redes de conenido son muy variadas; básicamene permien una adapabilidad muy grande a las necesidades pariculares de nuevas aplicaciones con requerimienos específicos en cuano a confiabilidad disponibilidad redundancia performance iempo de acceso anonimao seguridad ec. Además de ser desarrolladas bao las nuevas endencias de la Informáica (como ser ecnologías de comunicación basadas en XML conexiones ransparenes a ravés de proxies ec.). La gran flexibilidad en las redes de conenido es posible gracias a que: Los clienes presenan muchos recursos a comparir (procesamieno almacenamieno ransmisión) con compuadores modernos muy poenes; logrando mayor disponibilidad de conenido enrega más rápida y disribución más eficiene. El consumo del ancho de banda ha aumenado enormemene gracias al incenivo por pare de los proveedores de Inerne (ISPs) y sus políicas de arifas planas. Dada la reciene aparición de la mayoría de las redes de conenido acualmene uilizadas en su diseño ha sido posible aplicar diversas écnicas informáicas modernas en especial la esandarización y las écnicas de Ineroperabilidad (por eemplo el uso de Web-Services [236]). Las redes de conenido son redes viruales por ano se puede adapar su opología y en paricular la canidad y ipo de conecividad de sus nodos logrando mayor o menor redundancia y mayor o menor laencia. La independencia enre el conenido y la dirección de aloamieno (IP) fia deermina menos vulnerabilidad a diversos aaques en paricular los del ipo de denegación de servicio (Denial of Service: DoS). Esa misma caracerísica permie soporar nuevos ipos de aplicaciones de cliene donde no se iene una dirección IP fia como redes peer-o-peer o compuación móvil. Se reduce la carga adminisraiva (operación y manenimieno) de la red pueso que cuando se requieren caracerísicas de ala disponibilidad balanceo de carga redundancia y/o defensa conra aaques esas caracerísicas esán incorporadas naivamene al diseño de la propia red y por ano no requieren elemenos exras de red. Desde el puno de visa empresarial las redes de conenido al uilizar aplicaciones propias del lado de cliene permien una fidelización por pare del mismo. Eso es la siuación conraria a la de la Web donde los wrappers son comúnmene uilizados por porales que ofrecen más funcionalidades y servicios sin imporar el verdadero proveedor. El efeco de red [7] que consise en que la uilidad crece muy rápidamene con el número de usuarios que uilizan un servicio en ese ipo de redes es muy fuere y poencializado por la globalización de la Inerne permie que algunos mercados con deerminadas exigencias de servicios encuenren naural la uilización de las redes de conenido para saisfacer su demanda. Redes de Conenido - Capíulo 2 - Conexo Tecnológico: Redes de Conenido 9

20 Caracerísicas moivadoras para consruir redes de conenido: Disponibilidad de recursos: almacenamieno ransmisión procesamieno. Mayor eficiencia en uilización de recursos. Red virual adecuada a las necesidades. Uilización de ecnologías modernas. Menor vulnerabilidad frene a aaques. Permien manener anonimao. Propicias para aplicaciones móviles. Reducción de cosos de adminisración y elemenos de red. Fidelización del cliene y efeco de red. En la acualidad las redes viruales de conenido son uilizadas en conexos muy variados. Por excelencia las aplicaciones peer-o-peer [9][38][58][64][68][88][27] [66][23] son las más conocidas presenando una serie de caracerísicas especiales (además de su popularidad) que las hace moivo de un esudio más deallado en la siguiene sección del capíulo. Oras aplicaciones de las redes de conenido son: Cooperaive Web caching [6][80][22][200][203][222] conen delivery newor [4][9][37][56][70][30][74] [76] subscribe-publish newors [32][234] conen-based sensor newors [69][05][06] bacup newors [6][207][208][36] disribued compuing [][74][82][23] collaboraives newors [20][2][00][75] insan messagings [4][2] muliplayers games [60] y search engines [94][24]. Uilización acual de las redes de conenido: Peer-o-peer. Cooperaive Web caching. Conen delivery newor. Subscribe-publish newors. Conen-based sensor newors. Bacup newors. Disribued compuing. Collaboraive newors. Insan messaging. Muliplayers games. Search Engines Muchas veces en la bibliografía se uilizan los concepos de redes de conenido y redes peer-o-peer como sinónimos. En realidad es muy difícil delimiar ambos concepos pueso que no se iene una definición clara de ninguno de los dos; en ese documeno se hace un ineno de especificar meor las redes peer-o-peer brindando una definición y mosrando sus meores caracerísicas. Es de esperarse enonces que algunas de las aplicaciones que aquí se deallan como aplicaciones de las redes de conenido en realidad deban incluirse (según la fuura definición) denro del conexo más específico de redes peer-o-peer. Redes de Conenido - Capíulo 2 - Conexo Tecnológico: Redes de Conenido 0

21 Hasa aquí se ha inroducido a las redes de conenido según su uilización desde un puno de visa hisórico resalando algunas de las caracerísicas más arayenes. A coninuación se realiza una formalización y clasificación de los disinos ipos de redes de conenido según sus aribuos o propiedades relevanes a la invesigación presenada en ese documeno (no su uilidad por pare de los usuarios o la lógica de negocio de las empresas que las respaldan) de forma de poder especificar una axonomía de las mismas Bases Concepuales Red de Conenido En ese documeno se empleará la definición siguiene: Una Red de Conenido (Conen Newor) es una red donde el descubrimieno el direccionamieno y el enruamieno del conenido se basan en la descripción del conenido en lugar de su ubicación. Esa definición de red de conenido incorpora una pequeña variane a la presenada por H. T. Kung y C. H. Wu en [37]: una red de conenido es una red donde el direccionamieno y el enruamieno del conenido se basan en la descripción del conenido en lugar de su ubicación. La definición original no incorpora de forma explicia el descubrimieno del conenido como pare esencial de una red de conenido. En ese rabao se hace un esudio especial sobre la écnica de descubrimieno de conenido por considerarla de relevane imporancia en la arquiecura de las redes de conenido. Por ano buscando enfaizar su imporancia se incorpora a la definición de la red. En ese conexo el descubrimieno de conenido refiere a la comunicación necesaria enre los nodos de la red para disribuir la información de aloamieno que vincula el conenido con el hos que lo posee (la información de aloamieno es llamada meainformación en ese documeno). En general dos mecanismos de comunicación de mea-información son uilizados: las búsquedas de conenido iniciadas por los solicianes y las publicaciones de conenido iniciadas por los nodos que aloan conenido. Las redes de conenido son redes viruales que se monan sobre la infraesrucura IP de la Inerne o de una red corporaiva. Las redes viruales como su nombre lo indica ienen la flexibilidad de crear una opología virual propia no imporando la red física IP subyacene (es decir dos nodos conecados en la red virual pueden esar muy aleados en la red física). Una red de conenido es una Red Virual que se mona sobre la infraesrucura IP. Nodos de Conenido Los nodos que perenecen a dicha red virual son llamados nodos de red o nodos de conenido. En base a su funcionalidad pueden clasificarse básicamene en res ipos: fuenes de conenido que ienen algún ipo de conenido pueso a disposición para el reso de la red soliciane de conenido que desean obener algún conenido en la red; y enruadores de conenido que inercambian mensaes de conrol con oros nodos de la red (de cualquier ipo). Redes de Conenido - Capíulo 2 - Conexo Tecnológico: Redes de Conenido

22 Esa división es concepual pueso que un mismo hos físico puede corresponder a varios nodos de conenido de diverso ipo. Las funcionalidades básicas de un nodo fuenes de conenido es la enrega de conenido a sus solicianes y la publicación de su conenido mediane descripores en mensaes de conrol. Por oro lado el soliciane de conenido envía mensaes de conrol soliciando algún conenido en base a un descripor. Los enruadores de conenido se encargan de circular de la manera más ineligene posible los mensaes de conrol dirigiendo el descubrimieno del conenido denro de la red de manera de lograr que los solicianes encuenren fuenes que puedan responder a sus pedidos. En algunos ipos de redes de conenido exisen algunos casos especializados de nodos que vale la pena ener presene en esa eapa inicial: Crawlers son enruadores que ienen como único fin descubrir la opología virual de la red para eso uilizan disinos mensaes de conrol. Conrol Caches algunos enruadores ienen la capacidad de almacenar mensaes de conrol guardando una correspondencia emporal enre fuenes y conenido con el fin de minimizar la carga de la red y meorar las búsquedas de conenido. Relays los nodos relay son un ipo especial de enruadores capaces de guardar los mensaes de conrol desinados a fuenes que emporalmene no perenecen a la red hasa que dicha fuene reaparezca. Conen Caches a diferencia de los aneriores algunos enruadores (y fuene al mismo iempo) pueden guardar una copia local del conenido con el fin de disminuir los iempos de enrega de conenidos que percibe como muy soliciados. Conen Replicaors similar a los aneriores algunas fuenes pueden guardar una copia de algún conenido con el fin de aumenar la disponibilidad de conenidos que se perciben poencialmene propensos a fallas (como desaparición). Conen Migraors como exensión y meora a los Conen Caches una funcionalidad especial de algunos enruadores es migrar o replicar el conenido de una fuene en oras fuenes (por supueso que eso es aplicable solo para algún ipo especial de redes de conenido donde las fuenes permien colocación exerna de conenido). Gaeways ipo paricular de enruador con la capacidad de raducir a oro proocolo de conrol los mensaes de la red de conenido. Proxies unando funcionalidades de fuene y enruador ienen la posibilidad de mosrarse como fuene del conenido que se enrua a ravés de él. Un Nodo de la red de conenido es de alguno de los siguienes ipos según su funcionalidad: Fuene de conenido (conen source): enrega (delivery) y publicación (regisraion) de conenido. Soliciane de conenido (conen requesor): soliciane (reques) de conenido. Enruadores de conenido (rouer): enruar mensaes de conrol. Casos pariculares: Crawlers Conrol Caches Relays Conen Caches Conen Replicaors Conen Migraor Gaeways y Proxies. Redes de Conenido - Capíulo 2 - Conexo Tecnológico: Redes de Conenido 2

23 2..4 Caracerísicas Generales En esa sección se consideran un conuno basane amplio de caracerísicas disinivas de las redes de conenido basándose principalmene en el análisis de los rabaos de H. T. Kung y C. H. Wu [37] y D. S. Miloicic e.al. [62] complemenados con una exensa bibliografía adicional. Muchos de esos aspecos se reoman en la siguiene sección cuando se esudian en profundidad las redes de pares (ver sección 2.2 de redes Peer-o-Peer). Las diversas caracerísicas abordadas en la lieraura se agrupan en dos grandes conunos: por un lado las caracerísicas ligadas a la arquiecura de las redes de conenido y por oro las caracerísicas ligadas a su comporamieno. El primer conuno se refiere a la forma de consrucción e implemenación de las redes abarcando las propiedades siguienes: Descenralización Auonomía Agrupación lógica del Conenido Colocación física del Conenido Heerogeneidad Auo- Organización Ineroperabilidad. El segundo conuno en cambio se refiere a aspecos del funcionamieno al como percibido por el usuario y abarca las siguienes caracerísicas: Anonimao Performance Escalabilidad Transparencia y Usabilidad Seguridad Robusez y Resisencia a Fallas. En muchos casos decisiones ligadas a la arquiecura ienen efeco direco en las caracerísicas ligadas al comporamieno; es imporane enerlas en cuena ya que desde el puno de visa del usuario suelen ser las más imporanes. Las caracerísicas consideradas son: Caracerísicas Generales de las redes de conenido: Relacionadas con la Arquiecura: Descenralización. Agrupación lógica del Conenido. Colocación física del Conenido. Auonomía. Heerogeneidad. Auo-Organización. Ineroperabilidad. Relacionadas con el Comporamieno: Anonimao. Performance. Escalabilidad. Transparencia y Usabilidad. Seguridad. Robusez y Resisencia a Fallas. A coninuación se define cada uno de esos aspecos de las redes de conenido discuiendo brevemene los posibles casos que se presenan comúnmene. Redes de Conenido - Capíulo 2 - Conexo Tecnológico: Redes de Conenido 3

24 Caracerísicas relacionadas con la arquiecura Descenralización [49][62][209] En una red de conenido la descenralización se encuenra deerminada por la capacidad que iene la red de funcionar con varios nodos de un mismo ipo (fuenes solicianes y enruadores). Los principales modelos de descenralización son el modelo cliene-servidor el de disribución erarquizada y el compleamene disribuido. En el modelo radicional de cliene-servidor la información se encuenra localizada en servidores cenralizados y disribuida a ravés de la red a los clienes finales. De esa forma se facilia mucho el proocolo de comunicación y descubrimieno del conenido pero aparecen serios problemas de escalabilidad a nivel del servidor cenral resulando en un coso imporane de su manenimieno. En general la información de conrol es la que se encuenra cenralizada (es decir la red funciona con un único enruador) y el conenido se encuenra disribuido enre una canidad arbiraria de fuenes. Eemplos de ese modelo son Napser[66][67] (un único nodo enruador) (un único nodo enruador/soliciane) Avai [] (un único nodo enruador). En un sisema compleamene disribuido cada nodo iene la misma paricipación en la red ofreciendo poencialmene la misma canidad de conenido (es decir exisen una canidad arbiraria de nodos fuenes solicianes y enruadores). De esa forma se reduce el coso de recursos y manenimieno asociado al escalado de la red pueso que no se necesia un crecimieno verical en ningún servidor cenral. Pero ese ipo de redes ienen que resolver el problema de la visa global; al presenarse el conenido de forma disribuida es necesario consolidan dicho conenido para ofrecérselo a los nodos solicianes eso rae apareado la uilización de proocolos de comunicación más compleos y mayor uilización de la red subyacene (alo ancho de banda) que ambién puede represenar un problema de escalamieno al crecer el número de paricipanes. Para resolver el problema de la visa global básicamene exisen dos filosofías posibles (que pueden ser combinadas): La más comúnmene usada pero que presena mayor consumo de ancho de banda (y por ano mayor limiane al escalamieno) es el broadcas donde cada nodo soliciane inunda la red soliciando el conenido deseado. Ora alernaiva es que los nodos fuenes se encarguen de manener informados a los nodos enruadores para que cuando algún conenido sea soliciado sepan donde se encuenra. Esa alernaiva presena múliples formas de implemenarse desacándose la uilización de ablas de hash disribuidos [202] o écnicas de ordenamieno esrucurado (auoordenamieno) [9][2][37]. Eemplos de sisemas compleamene disribuidos son Gnuella [88] (y sus varianes Limewire[4] BearShare[5] Gnucleus[86]) Morpheus[79] Freene[38][79] (odos son nodos fuene/enruador/solicianes). Algunos de esos eemplos serán descripos más adelane mosrando en dealle el funcionamieno ípico de los res esilos de redes compleamene disribuidas (broadcas abla de hash disribuida y auoordenamieno). Enre los dos modelos anagónicos aneriores (cliene-servidor y compleamene disribuido) exise una serie muy variada de modelos con disribución erarquizada donde la idea es agrupar en niveles según la capacidad de conenidos de cada paricipane. Esa variane es la de meor escalamieno pues disribuye meor la carga ano de procesamieno como de consumo de ancho de banda (debe recordarse que Redes de Conenido - Capíulo 2 - Conexo Tecnológico: Redes de Conenido 4

25 las redes cliene-servidor presenan una limiane en escalamieno debido al imporane coso de su servidor cenral mienras que las redes compleamene disribuidas presenan una limiane debido al consumo exponencial de ancho de banda necesario por odos los nodos para paricipar en la red). Algunos eemplos son DNS[57][58] KaZaA[27] imesh[5] Groser[0] Groove[00] Jabber[2] OpenNap[77] (odos presenan una canidad arbiraria de nodos fuene y solicianes y una canidad proporcionalmene mucho menor de enruadores). La descenralización se encuenra deerminada por la capacidad que iene la red de funcionar con varios nodos de un mismo ipo (fuenes solicianes y enruadores). Modelos de Descenralización en las redes de conenido: Cliene-Servidor. Disribución Jerarquizada. Compleamene Disribuido (broadcas disribución de índices de hash auoordenamieno ec.). La descenralización es quizás una de las caracerísicas más imporanes de las redes de conenido. Pueso que el verdadero valor de la red no se encuenra en la capacidad de conenido de un único componene cenral sino en la posibilidad que iene la red de uilizar los recursos de los bordes. Eso poencializado por un buen efeco de red [7] permie una reducción de cosos de propiedad significaivo y meor servicio a los paricipanes. Agrupación lógica del Conenido [37] Ora caracerísica que esá muy ligada al modelo de descenralización de la red es la agrupación lógica del conenido. Por agrupación lógica del conenido enendemos la esraegia para asignar los conenidos individuales denro de grupos de conenido. Se pueden idenificar res eapas separadas en el proceso de agrupación: Mapeo: Un primer paso desarrollado en general por los nodos fuene es clasificar el conenido en valores de un espacio de conenido bien definido (disinas esraegias son uilizadas dependiendo del conenido exise mucho rabao realizado para cuando el conenido son archivos). Agrupamieno: Un segundo paso en general desarrollado por los nodos enruadores es manener lógicamene agrupados en la red los conenidos que presenan valores similares (o idénicos). Consolidación: En la mayoría de las redes de conenido se exploa la exisencia de múliples fuenes del mismo conenido ofreciéndole odas las fuenes posibles al soliciane. Si ese es el caso el soliciane debe consolidar el conenido brindado por odas las fuenes para ener una visa única del mismo. Exisen dos filosofías bien disinas respeco a las varianes de agrupación lógica. La agrupación puede ser semánica o sinácica según como sea el espacio de conenido al que se mapea en el primer paso: Semánica: El espacio de conenido es una axonomía donde los valores ienen significado. Ese ipo de redes permien una búsqueda por proximidad semánica (es decir se puede buscar conenido parecido al soliciado) lo cual puede resular muy úil para cumplir el obeivo de la red de ofrecer conenido relevane a los nodos paricipanes. Redes de Conenido - Capíulo 2 - Conexo Tecnológico: Redes de Conenido 5

26 Sinácica En ese caso el espacio de conenido no iene ningún significado por eemplo las redes basadas en ablas de hash disribuidas simplemene ransforman cualquier archivo en un valor numérico por ano se desconoce la semeanza semánica enre valores impidiéndose la búsqueda por proximidad. Una venaa de ese enfoque es que se obienen en general sisemas más escalables debido a que no exisen crierios o limiaciones de diseño exernas para la agrupación del conenido (en esas redes se ienen problemas de escalado en la implemenación de búsquedas semánicas de conenido). Siguiendo la nomenclaura impuesa por H. T. Kung y C. H. Wu en [37] se dice que una red de conenido es semánica o sinácica según como se realice su agrupación lógica. Asimismo hay redes pariculares donde no es necesario ningún ipo de agrupación lógica esas se clasificaran como sinácicas. Por agrupación lógica del conenido debe enenderse la esraegia uilizada para obener una visa global del conenido. Se dice que una red de conenido es semánica o sinácica según como se realice su agrupación lógica. La agrupación en las redes de conenido puede ser: Semánica. Sinácica. La agrupación lógica deermina las posibilidades de la red de ofrecer una visa global del conenido. En redes con servidores cenrales es relaivamene sencillo obener esa visa global. En cambio en las redes descenralizadas (no cliene-servidor) la misma es el resulado del conuno de los esfuerzos individuales de los nodos para manener el conocimieno del conenido exisene. Colocación física del Conenido [37] Dependiendo de la nauraleza del conenido y de la arquiecura de la red hay siuaciones en que el conenido puede migrarse o replicarse enre fuenes para lograr una meor performance y/o mayor anonimao. La caracerísica de colocación física del conenido deermina el méodo uilizado para elegir el nodo fuene donde debe ser aloado un conenido. Dos grandes posibilidades se presenan: Colocación Sensible al Conenido: En ese caso se elige el nodo fuene de un conenido específico en función del conenido en si mismo. Ese méodo facilia enormemene la area a los nodos enruadores ya que a parir de la descripción del conenido buscado es posible enconrar la ubicación del mismo. Colocación Insensible al Conenido: Cada conenido es colocado sin omar en cuena que conenido es en si mismo. En ese méodo las fuenes deben periódicamene anunciar su conenido o los nodos enruadores inundar la red en busca del mismo aumenando el consumo de recursos de ransmisión. Ese méodo funciona meor cuando el modelo de disribución es cenralizado (cliene-servidor). Se dice que una red de conenido es sensible o insensible según como se realice la colocación física del conenido. Asimismo hay redes donde no es posible modificar la colocación física de conenido por ano esas redes son siempre insensibles al conenido. Redes de Conenido - Capíulo 2 - Conexo Tecnológico: Redes de Conenido 6

27 Con el fin de diferenciar los concepos de agrupamieno lógico y colocación física es imporane hacer noar que ambos ipos de agrupamienos (semánico y sinácico) pueden uilizar una colocación física sensible o insensible. Por eemplo el sisema de DNS[57][58] presena una agrupación semánica (erarquía arborescene por nombre de dominio) y la colocación del conenido es sensible a dicha erarquía dado que cada nombre debe ser colocado en el servidor que iene asignado ese dominio en la erarquía. Por oro lado las redes basadas en abla de hash disribuidas donde el conenido es colocado en los nodos según los valores de hash como OceanSore (Tapesry)[36] o Pas (Pasry)[6][207][208] son un eemplo de redes sinácicas sensibles. Respeco a redes insensibles los eemplos más claros son Gnuella[88] y TRIAD[99]. Gnuella es una red P2P sin agrupación lógica ni colocación física del conenido mienras que TRIAD es una propuesa para un nuevo proocolo de red basado en conenidos que susiuya al méodo acual basado en enruamieno IP búsqueda de hoss por DNS y recuperación de conenidos vía HTTP. Ese proocolo permie una red donde el conenido es mapeado al espacio (con significado) de las URL. Una agrupación lógica se realiza según el dominio de las URL (semánica) pero no hay colocación física porque el conenido no debe ubicarse arbirariamene en ninguna fuene en paricular. La colocación física del conenido deermina el méodo uilizado para elegir el nodo fuene donde debe ser aloado un conenido. Se dice que una red de conenido es sensible o insensible según como se realice la colocación física del conenido. La colocación en las redes de conenido puede ser: Sensible al Conenido. Insensible al Conenido. Como se mencionó aneriormene la colocación física de conenido no siempre es posible o conveniene en paricular las fuenes pueden no permiir aloar un conenido arbirario pueso que es una forma de violar su propia auonomía de paricipación (la auonomía se discue a coninuación). Auonomía [22][65] La auonomía en una red de conenido esá visa como la capacidad de independencia de los nodos paricipanes. Según los obeivos que iene la red de conenido y lo que se le ofrece a los nodos paricipanes en cada caso exise una mayor o menor auonomía por pare de los nodos. En los esudios clásicos de ineroperabilidad [22][65] se definen cuaro ipos de auonomía para un sisema formado por varias componenes: Auonomía de Diseño: Liberad en la elección de su propio: modelo de daos lenguae de consula implemenación resricciones gerenciamieno de daos a ser usado funcionalidades soporadas ec. Auonomía de Comunicación: Capacidad de los componenes de decidir cuándo y cómo responder a requisios de oros componenes. Auonomía de Eecución: Cada componene puede eecuar sus operaciones sin inerferir en la eecución de operaciones no locales. Auonomía de Paricipación: Capacidad de los componenes de decidir cuáno de sus funciones operaciones y daos comparir. Redes de Conenido - Capíulo 2 - Conexo Tecnológico: Redes de Conenido 7

28 Para las redes de conenido la auonomía de paricipación es la más imporane y que en general se encuenra presene en ese conexo significa que un nodo puede libremene elegir cuando perenecer o no perenecer a una red de conenido y para el caso de las fuenes que y cuano conenido ofrecer 2. Cuando la red deermina que conenido debe aloar una fuene enonces enemos colocación de conenido en ese caso se limia fueremene la auonomía de paricipación del nodo fuene provocando que ese ipo de redes sean de poco aracivo. Las auonomías de comunicación y eecución son prácicamene un requerimieno dado la heerogeneidad de recursos de los nodos paricipanes. Muchas de las redes de conenido presenan proocolos de comunicación abieros y conocidos (oras son propiearios) en ellas exise liberad de diseño excepo en el proocolo. La auonomía en una red de conenido esá visa como la capacidad de independencia de los nodos paricipanes. Auonomía en las redes de conenido: Auonomía de Diseño. Auonomía de Comunicación. Auonomía de Eecución. Auonomía de Paricipación. Dado que una red de conenido es una red virual que se mona sobre la infraesrucura IP exisene la misma uiliza los recursos de los nodos paricipanes según las caracerísicas de cada red. Los recursos que presenan los nodos son de res ipos: procesamieno almacenamieno y ransmisión. Teniendo en cuena que el conenido que ienen para ofrecer los nodos fuenes se clasifican denro de algunos de sus recursos (procesamieno almacenamieno o ransmisión) enonces la auonomía de comunicación eecución y paricipación pueden verse simplemene como la auonomía de un nodo fuene a decidir que y cuano conenido ofrecer es decir su grado de comparir. La auonomía es un requerimieno muy imporane en algunos de los ipos de redes de conenido mencionadas especialmene para las redes de pares (peer-o-peer) que presenan siempre una complea auonomía de paricipación. Se vuelve sobre ese puno cuando se esudian en dealle las redes de pares (ver sección siguiene: Redes de Pares). Heerogeneidad [22][65][62] La heerogeneidad puede presenarse a res niveles según la eoría de ineroperabilidad enre componenes [22][65]: la posibilidad de conexión/desconexión en las redes de conenido es conocida como Conecividad Temporal. 2 Por supueso que exisen casos pariculares por eemplo el sisema de DNS es una red de conenido donde los nodos fuenes esan obligados a siempre esar conecados. Oro caso basane frecuene es que en pro de una mayor performance la red de conenido no permie a los nodos fuene manear compleamene su propio conenido (por eemplo FreeNe). Redes de Conenido - Capíulo 2 - Conexo Tecnológico: Redes de Conenido 8

29 Heerogeneidad de sisemas: Los nodos presenan diferenes plaaformas de hardware y sofware diferenes sisemas operaivos y/o diferenes proocolos de comunicación. Heerogeneidad sinácica: Diferenes modelos de daos del conenido de en cada nodo. Heerogeneidad semánica: Mismos conenidos en disinos nodos represenados diferene en cada uno. En las redes de conenido es común enconrar heerogeneidad de sisemas donde los nodos presenan disina capacidad de brindar sus recursos además de disino hardware sisema operaivo y versión del sofware de red de conenido. Esa úlima posibilidad (disinas versiones de sofware) es muy frecuene en cuyo caso puede aparecer ambién heerogeneidad sinácica o semánica. Heerogeneidad en las redes de conenido: Heerogeneidad de Sisemas. Heerogeneidad Sinácica. Heerogeneidad Semánica. Auo-Organización [9][07][62] En cibernéica un sisema auo-organizado es aquel que iene la habilidad de organizar sus componenes en un framewor de rabao sin la necesidad de conrol exerno [07]. Las redes de conenido presenan un exremo dinamismo en escala opología conenido y carga por ano algunas propiedades de auo-ordenamieno son muy deseadas sino necesarias para ener buena performance y escalamieno. Dependiendo del ipo de descenralización uilizado por la red es posible alcanzar disinos niveles de auo-ordenamieno: En los sisemas cenralizados el problema es fácil de abordar buscando soluciones en el sisema cenral. En los sisemas compleamene disribuidos la solución no es sencilla y disinas écnicas son uilizadas resalándose principalmene la uilización de hipercubos para la opología y búsqueda de conenido; replicación y migración de conenido; proocolos de conexión/desconexión de nodos ec. Eemplos son Pas (Pasry)[6][207][208] CAN[20] Chord[225] OceanSore (Tapesry)[36] ec. En los sisemas erarquizados la propia erarquía impone un nivel de organización. Además se uilizan muchas veces algunos de los méodos de las redes cenralizadas o compleamene disribuidas para lograr mayor ordenamieno. Un eemplo son las redes SuperPeer como KaZaA[27]. Es necesario resalar que para los sisemas disribuidos no exise una visa global cenralizada del sisema y por ano el auo-ordenamieno solo puede ser alcanzado mediane crierios locales (de auo-ordenamieno). Un esudio deallado sobre la localidad del auo-ordenamieno se encuenra en [9]. Redes de Conenido - Capíulo 2 - Conexo Tecnológico: Redes de Conenido 9

30 Un sisema auo-organizado es aquel que iene la habilidad de organizar sus componenes en un framewor de rabao sin la necesidad de conrol exerno. Dependiendo del ipo de descenralización uilizado por la red es posible alcanzar disinos niveles de auo-ordenamieno. Para los sisemas disribuidos no exise una visa global del sisema y por ano la auo-ordenación solo puede ser alcanzada mediane crierios locales de auoordenamieno. Algunas oras caracerísicas derivan (o esán fueremene asociadas) a la auoorganización por eemplo: auo-configuración auo-manenimieno auo-reparación auo-esabilización ec. En ese documeno no se profundiza al respeco. Ineroperabilidad [22][65][62] El concepo de Ineroperabilidad clásico [22][65] refiere al acceso uniforme a múliples fuenes de daos heerogéneas y auónomas. La inención de la ineroperación es inercambiar daos y funcionalidades cooperando con un fin común. Los problemas básicos que se enfrenan cuando se realiza un sisema inegrado es resolver la heerogeneidad de las fuenes respear la auonomía de las mismas y diseñar de forma que el sisema sea gerenciable y manenible frene a cambios en la canidad de las fuenes (escalabilidad) o cambios en las esrucuras de las fuenes (evolución). La arquiecura de un sisema ineroperable debe enonces adaparse a la nauraleza de las fuenes y los obeivos específicos de inegración en cada caso. Las redes de conenido pueden verse como sisemas ineroperables en si mismos monado sobre la infraesrucura IP en general de gran escala donde los sisemas a inegrar son cada nodo y los daos inercambiados son conenidos de disino ipo (recursos como procesamieno almacenamieno y ransmisión). Al momeno de ser escrio ese documeno exise una gran explosión de redes de conenido donde los usuarios que quieren perenecer a deerminada red deben insalarse el sofware que los habilie a ser algún nodo de la misma. Cuando esa siuación madure comenzará a ser muy úil la creación de sofware como sisemas inegrados de disinas redes de conenido. Los problemas que endrán que resolver esos fuuros sofwares de inegración son usamene los planeados por la ineroperabilidad. Se considera que la capacidad de una red de conenido para ineroperar con oras redes va a ser un facor fundamenal para la permanencia de la misma en un fuuro. Disinos méodos son uilizados radicionalmene para alcanzar sisemas ineroperables: Esándares: RFCs IEEE ANSI ec. Código abiero: GNU Linux ec. Esándares de faco: Windows Java ec. Especificaciones en común: ODMG OMG ec. En el nuevo mundo de las redes de conenido poco se ha hecho resalándose: Esándares: SOAP Gnuella Jabber ec. Código abiero: JXTA emule OpenNap Jabber ec. Esándares de faco: JXTA.NET ec. Especificaciones en común: Peer-o-Peer Woring Group Peer-o-Peer Woring Group a Inerne2 O Reilly P2P ec. Redes de Conenido - Capíulo 2 - Conexo Tecnológico: Redes de Conenido 20

31 El concepo de Ineroperabilidad clásico refiere al acceso uniforme a múliples fuenes de daos heerogéneas y auónomas. Una red de conenido es en si misma un sisema ineroperable enre nodos. La ineroperabilidad enre disinas redes de conenido puede alcanzarse con: Esándares. Código abiero. Esándares de faco. Especificaciones en común. Caracerísicas relacionadas con el comporamieno Anonimao [57][62] Muy relacionado con el concepo de auonomía aparece el anonimao. Un aracivo de algunas redes de conenido es brindarle a los nodos paricipanes ciero nivel de anonimao evadiendo problemas legales (debido a posibles afecaciones al derecho de auor del conenido ofrecido) una poencial censura (conenido que se considere no adecuado) y oras ramificaciones (por eemplo uilizar recursos del rabao para uegos muli-ugador). En Freehaven [57] se idenifican las siguienes clases de anonimao: Anonimao de Auor: El auor o creador del conenido no puede ser idenificado. Anonimao de Edior: La persona que publica el documeno en la red no puede ser idenificado. Anonimao de Lecura: Las personas que leen o consumen información no pueden ser idenificados. Anonimao de Servidor: Los servidores de un conenido no pueden ser idenificados a parir del conenido. Anonimao de Información: Los servidores no saben realmene cual conenido esán sirviendo. Anonimao de Consula: Los servidores no saben que conenido ienen que responder a una consula deerminada. Aplicando esas clases de anonimao al modelo presenado de redes de conenido se obiene: Anonimao de Fuene: No se conoce las fuenes de un conenido dado. Anonimao de Edior: No se conoce quien inroduo el conenido a la red. A veces puede ser acepable conocer las fuenes pero no la primera fuene. Anonimao de Soliciane: No se conoce realmene quien solicia los conenidos. Anonimao de Enrega: No se conoce a quien se le enrega deerminado conenido (en muchos sisemas se pueden hacer las consulas anónimas pero si se quiere obener el conenido es necesario idenificarse). Anonimao de Conenido: Las fuenes no saben exacamene que conenidos poseen (solo es posible en redes con baa auonomía de fuene de conenido). Disinas écnicas son uilizadas por las redes de conenido para meorar alguno de los aspecos del anonimao: Redes de Conenido - Capíulo 2 - Conexo Tecnológico: Redes de Conenido 2

32 Pueros Dinámicos: La mayoría de las redes de conenido uilizan pueros TCP/IP dinámicos de esa forma no es posible idenificar con los méodos radicionales que poseen los adminisradores de redes y los ISPs quien y cuano se uiliza una red de conenido. Esa écnica meora (en la acualidad) la mayoría de los anonimaos. Comunicación Encripada: Muchos de los proocolos de comunicación enre nodos de una red de conenido presena algún nivel de encripación. Considerando que se poseen herramienas más poenes para la adminisración de la red del ipo sniffers es posible idenificar quien y cuano uiliza una red de conenido pero no se sabe qué conenido se solicia u ofrece. Mulicas: Los nodos solicianes forman grupos los nodos fuene le envían el conenido al grupo. Por ano no se conoce con exaciud cuales de los nodos solicianes realmene soliciaron o esán recibiendo realmene el conenido (anonimao de soliciud y enrega). Eso solo se puede hacer cuando la red IP subyacene acepa mulicas lo cual es poco común en la acualidad. El grupo de rabao en P2P de Inerne2 rabaa para que la nueva Inerne posea esas caracerísicas[93]. Spoofing de Soliciane: Es posible cambiar la idenidad del soliciane de un conenido mediane el cambio de su idenificación en la red. Ese es un méodo muy básico de anonimao pueso que siempre se puede conocer la dirección IP del soliciane excepo cuando se esá por derás de un proxy donde ese méodo es ineresane para no saber de que cliene inerno se produo la soliciud. (anonimao de soliciane). Aloamieno No Volunario: para poder cambiar la idenidad del nodo que recibe el conenido la red iene que permiir que oros nodos aloen emporalmene el conenido (violando la auonomía de ellos) de esa forma se iene que el conenido pasa por una canidad arbiraria de nodos anes de llegar al soliciane siendo prácicamene imposible su deección (anonimao de enrega). Eemplos son CAN[20] Pas[6][207][208] Chord[225] ec. Cover Pahs: Muchas redes permien que los nodos enruadores manengan una abla enre solicianes y soliciudes de conenido donde al momeno de rerasmiir una soliciud cambien aleaoriamene el soliciane por ano para conocer exacamene quien realiza una soliciud es necesario conocer el camino de odos los enruadores inermedios (anonimao de soliciane). Ese méodo ambién es úil para obener anonimao de fuene donde el conenido es enviado a nodos proxies inermedios (anonimao de fuene). Disinos grados de anonimao se pueden alcanzar si se cambia con frecuencia el camino. Ese méodo es uilizado en redes como JAP[22] Mix[34] Anonymizing Proxy[80] Crowds[203] Herdes[24] Onion[227] ec. Anonimao en las redes de conenido: Anonimao de Fuene. Anonimao de Edior. Anonimao de Soliciane. Anonimao de Enrega. Anonimao de Conenido. Performance [49][62] La performance esa dada por la efecividad y eficiencia con que son uilizados los recursos de los nodos de la red. Redes de Conenido - Capíulo 2 - Conexo Tecnológico: Redes de Conenido 22

33 Dependiendo de la arquiecura de la red se iene que la efecividad puede ser la probabilidad de enconrar las fuenes de deerminado conenido la precisión del enruamieno ec.; por oro lado la eficiencia esá dada por el consumo de ancho de banda la laencia en el acceso o consula del conenido la canidad de replicas necesarias la carga del procesador ec. En general los nodos especiales (crawlers conrol caches relays conen caches conen replicaors conen migraor gaeways y proxies) descrios aneriormene se presenan en las redes de conenido para meorar algún aspeco de la performance. La performance esa dada por la efecividad y eficiencia con que son uilizados los recursos (procesamieno almacenamieno y ransmisión) de los nodos de la red. Escalabilidad [62] La escalabilidad de la red de conenido represena la capacidad que iene la red de funcionar maneniendo una performance acepable frene a un crecimieno en la canidad de nodos (fuenes solicianes y enruadores). La imporancia de la escalabilidad de una red de conenido depende de los obeivos de uilización de la red. Por eemplo si la red de conenido es una red P2P para rabao cooperaivo denro de una insiución no iene senido pensar en un escalamieno más allá del amaño de la empresa (en general a lo sumo unos miles de nodos). Por el conrario si la red de conenido es una red para inercambiar archivos en Inerne es imporane que presene un excelene escalado a cienos de millones de nodos pueso que de esa forma se maximiza el efeco de red y la probabilidad de éxio de la red. La escalabilidad se encuenra deerminada por las caracerísicas de arquiecura de la red principalmene por el modelo de descenralización pero ambién de oras caracerísicas como el ipo de colocación física de conenido y la capacidad de auoordenamieno. En un sisema cenralizado (con un único nodo enruador) se puede lograr una buena performance y escalabilidad si los nodos fuenes se encuenran disribuidos ese ipo de redes presenan una limiane de escalamieno en la canidad de mensaes de conrol que debe manipular el servidor cenral (Napser [66][67] logró escalar hasa 6 millones de usuarios cuando por liigios legales de derecho de auor uvo que cambiar su esraegia y filrar el conenido ilegal iene al momeno de escrio ese documeno 5 millones de usuarios). En una red compleamene disribuida basada en broadcas la limiane de escalabilidad se presena en la canidad de mensaes de conrol que ienen que manear los nodos inclusive aquellos con pocos recursos de la red (como los que se conecan de forma asincrónica). Eso se debe a que en esas redes la canidad de mensaes de conrol crece exponencialmene con la canidad de paricipanes provocando en la prácica que sea cososo perenecer a la red además de obener un alo grado de indeerminismo en las búsquedas. Eso se muesran en los numerosos monioreos y esudios eóricos realizados sobre la red Gnuella [][23][205][206][223] la cual se iene consancia de haber escalado a.000 nodos simuláneos. Una solución de compromiso enre los dos sisemas de disribución anes descrios se puede enconrar en las redes erarquizadas o en las compleamene disribuidas basadas en una esrucura de ordenamieno. Esas redes disribuyen meor la carga ano de procesamieno como de comunicación enre los paricipanes según la propia capacidad de cada uno pudiendo escalar en eoría a miles de millones de usuarios. Redes de Conenido - Capíulo 2 - Conexo Tecnológico: Redes de Conenido 23

34 Las redes basadas en ablas de hash disribuidas como Pas (Pasry)[6][207][208] OceanSore (Tapesry)[36] Chord[225] y CAN[20] han sido diseñadas para aloar más de 0 4 archivos. Algunas varianes de auo-ordenamieno y colocación física del conenido permien un mayor escalado uilizando básicamene el concepo de acercamieno del conenido a los poenciales nodos solicianes de esa forma se pueden lograr imporanes meoras en la canidad de comunicación de la red y por ano en su escalado. La escalabilidad de la red de conenido represena la capacidad que iene la red de funcionar maneniendo una performance acepable frene a un crecimieno en la canidad de nodos (fuenes solicianes y enruadores). Transparencia y Usabilidad [29][50][62] La ransparencia en un sisema disribuido es asociada con la habilidad y simplicidad de conecar el sisema disribuido en un sisema local. Un mayor grado de ransparencia deermina mayor usabilidad y por ano mayor probabilidad de éxio de la red. La ransparencia más imporane para una red virual de conenido es la de localización donde se resuelve una relación enre el conenido y su dirección IP. Muy relacionado con la localización se presena la ransparencia de acceso (que deermina la facilidad de un nodo para conecarse a la red) y la de movilidad (que an fácil es para un nodo cambiar de dirección IP). En [29] y [50] se presenan diversos aspecos en los que es deseable la ransparencia: Localización. Acceso. Movilidad. Concurrencia. Replicación. Falla. Escalamieno. Adminisración. De disposiivo. La ransparencia en un sisema disribuido es asociada con la habilidad y simplicidad de conecar el sisema disribuido en un sisema local. Un mayor grado de ransparencia deermina mayor usabilidad. Seguridad [47][62] Algunos requerimienos de seguridad son perinenes a odos los sisemas disribuidos como ser: encripación inercambio de claves firmas de conenido firmas de pares ec. Algunas écnicas y aspecos a ener en cuena de especial relevancia en ese conexo son: Firewalls: A muchas personas les gusaría perenecer a una red pero su conexión es desde una inrane a ravés de un firewall. Es muy difícil que ese ipo de aplicaciones funciones a ravés de un firewall pueso que presenan conexiones bidireccionales. Disinas alernaivas son uilizadas resalándose los nodos Relays Gaeways y Proxies anes mencionados. Redes de Conenido - Capíulo 2 - Conexo Tecnológico: Redes de Conenido 24

35 Sandboxing: Las aplicaciones de redes de conenido que requieren eecuarse en los nodos paricipanes son en realidad servidores con ala vulnerabilidad. Para eviar poenciales aaques de virus o hacers es una prácica común uilizar un ambiene resringido o maquina virual donde se eecue de forma segura la aplicación. Trusing: Al comparir conenido enre nodos por lo general anónimos es difícil eviar la paricipación de nodos maliciosos que mienan sobre el ipo de conenido ofrecido [47]. El méodo más uilizado para redes de conenido masivas es uilizar una especie de punae penalizando a los malos nodos. Oros méodos por eemplo pueden ser un chequeo cíclico CRC del conenido cuando se raa de archivos o la uilización de claves. Robusez y Resisencia a Fallas [24][27][26][25][28][62] Las fallas en una red de conenido pueden resumirse como la incapacidad del sisema a poder ofrecer a un soliciane algún conenido que ha perenecido a la red. Una red es más robusa si resise meor a las fallas que se le presenan. Las fallas pueden deberse enonces a: Una soliciud mal realizada: los proocolos de comunicación muchas veces son propiearios y cambianes con nuevas versiones del sofware que se insala en el nodo soliciane. Es posible que por una falla de sofware o de versión las soliciudes se encuenren mal formuladas. Una conenido inalcanzable: Debido a fallas en la red IP subyacene problemas de paricionamieno de la red o simplemene por problemas de sauración debido a escala los nodos enruadores no pueden resolver las soliciudes de conenido es decir desconocen y no pueden alcanzar un conenido deseado. Frene a una falla de la red subyacene difícilmene se pueda enconrar solución a nivel de red de conenido; disino es para el reso de las fallas donde múliples écnicas son abordadas. Un conenido no disponible: Un problema bien diferene es cuando el conenido puede ser alcanzado por los nodos enruadores pero en el momeno de la soliciud el conenido no se encuenra disponible debido a una desconexión de la fuene o porque deó de comparir ese conenido. Para solucionar ese problema dependiendo de los obeivos de la red se uilizan disinas écnicas: la más común es la redundancia de conenido que significa que al soliciane se le ofrecen odas las fuenes del conenido soliciado (disminuyendo la probabilidad de falla por disponibilidad) ambién la replicación o migración de conenido es posible en redes donde se permie la colocación de conenido. Las fallas en una red de conenido pueden resumirse como la incapacidad del sisema a poder ofrecer a un soliciane algún conenido que ha perenecido a la red. Una red es más robusa si resise meor a las fallas que se le presenan. Las fallas en las redes de conenido pueden ser: Soliciud mal realizada. Conenido inalcanzable. Conenido no disponible. Uno de los obeivos de la descenralización es eliminar el puno cenral de falla. A diferencia de los sisemas cenralizados donde la responsabilidad de las fallas se le adudica al sisema cenral en un sisema descenralizado la responsabilidad radica Redes de Conenido - Capíulo 2 - Conexo Tecnológico: Redes de Conenido 25

36 de disina forma en odos los nodos paricipanes deerminando el éxio de la red aquellas arquiecuras que ofrecen mayor robusez Clasificación y Taxonomía La emáica de redes de conenido iene en la acualidad un gran desarrollo pero se encuenra en gran medida en una eapa de propuesa de diversas arquiecuras y soluciones écnicas y recién aparecen los primeros rabaos que apunan a absraer las propiedades comunes a las diversas propuesas y a clasificar las redes de acuerdo a esas propiedades. Para el caso de las redes peer-o-peer algunos rabaos que desarrollan axonomías son [6] [62] [92] y [229] (ver sección 2.2). Para las redes de conenido en general H. T. Kung y C. H. Wu [37] proponen una axonomía basada en las propiedades de Agrupación lógica del Conenido (Conen Aggregaion) y de Colocación física del Conenido (Conen Placemen). Dimensiones de Clasificación En esa sección se presena una exensión de esa axonomía [37] considerando además de las dos propiedades mencionadas la del modelo de descenralización de la red. La descenralización es quizás una de las caracerísicas más imporanes de las redes de conenido pueso que el verdadero valor de la red no se encuenra en la capacidad de conenido de un único componene cenral sino en la posibilidad que iene la red de uilizar los recursos de los bordes lo que poencializado por un buen efeco de red [7] permie una reducción de cosos de propiedad significaiva y meor servicio a los paricipanes. Por lo ano la axonomía propuesa endrá las siguienes res dimensiones (descrias con anerioridad): Agrupación lógica del Conenido (Conen Aggregaion): semánica o sinácica. Colocación física del Conenido (Conen Placemen): sensible o insensible al conenido. Descenralización: cliene-servidor disribución erarquizada compleamene disribuida. Las res dimensiones son independienes y fundamenales para deerminar el diseño y la arquiecura de la red. Principalmene deerminan quién y cómo se oman las decisiones de enruamieno localización y descubrimieno del conenido lo que afeca en gran medida odas las oras propiedades de una red de conenido. Si se quisiera una clasificación más fina sería conveniene agregar las caracerísicas de anonimao y auo-organización como dimensiones de clasificación. Taxonomía Hay doce ipos de redes de conenido basadas en esas res dimensiones (agrupación lógica del conenido colocación física del conenido y descenralización). La Tabla resume las combinaciones que se pueden presenar en una diagramación que raa de ser fiel al planeo original de [37]. Redes de Conenido - Capíulo 2 - Conexo Tecnológico: Redes de Conenido 26

37 Agrupación lógica del conenido Sinácica Semánica Colocación física del conenido Insensible al Tipo A: Redes sinácicas insensibles Tipo C Redes semánicas insensibles conenido A. Cliene Servidor C. Cliene Servidor A.2 Disribución Jerarquizada C.2 Disribución Jerarquizada A.3 Disribución Complea C.3 Disribución Complea Sensible al Tipo B Redes sinácicas sensibles. Tipo D Redes semánicas sensibles conenido B. Cliene Servidor D. Cliene Servidor B.2 Disribución Jerarquizada D.2 Disribución Jerarquizada B.3 Disribución Complea D.3 Disribución Complea Tabla. Tipos de redes de conenido según las dimensiones de esudio. Disinas apiudes se desprenden de cada una de las dimensiones haciendo más o menos idónea una red para deerminado comeido. Por eemplo las redes semánicas son muy apas para búsquedas de conenido por proximidad semánica y para aplicaciones donde se quiera lograr algún nivel de censura sobre el conenido las sinácicas presenan en general mayor anonimao y resisencia a fallas. La meor forma de ver las apiudes de cada ipo de red es describiendo algunos eemplos de redes de conenido exisenes que perenecen a las disinas caegorías de la axonomía. Eemplos de Redes de Conenido según Taxonomía Tipo A: Redes Sinácicas Insensibles A. Cliene-Servidor Los Web Proxy-Cache [222] son un eemplo claro. En ese caso el conenido son las páginas Web los nodos fuenes son los siios Web originales (y los propios proxies pueso que cachean conenido) los nodos solicianes son los clienes del proxy y el proxy es el único nodo enruador. Ninguna agrupación lógica es necesaria y no es posible la colocación de conenido. Ese sisema requiere fuere disponibilidad de recursos (principalmene ransmisión y almacenamieno) por pare del proxy y presena un puno único de falla; como alernaiva disribuida se uilizan los Cooperaive Web caching. Un eemplo muy similar son los Mirrors de conenido que inenan ofrecer oras alernaivas al siio original para la descarga de grandes archivos por ano el conenido son archivos se iene un único nodo enruador/fuene que es el mirror y los nodos solicianes son los usuarios del mirror. Para ese caso ambién exise una variane erarquizada: las Conen Delivery Newors. Un poco más general denro de esa caegoría enran por definición odos aquellos sisemas cenralizados donde no exise agrupación lógica (por definición es sinácica) o la misma es realizada exclusivamene por el componene cenral ni colocación física (por definición es insensible). Eemplos comunes son los moores de búsqueda (Search Engines) como Google[94] y Yahoo[24]; los servidores de servicios Web Redes de Conenido - Capíulo 2 - Conexo Tecnológico: Redes de Conenido 27

38 (Web Services [236] SOAP WSDL UDDI); la primera generación de sisemas P2P para comparir archivos (P2P file sharing) como Napser[66][67] (las ecnologías P2P se esudian más adelane en la sección 2.2). Napser es la primera aplicación P2P popular que uiliza ese modelo. Los clienes de Napser se idenifican al ingreso a la red en el servidor cenral informándole los archivos que compare. Cuando un soliciane busca un conenido lo hace en el servidor cenral el cual conoce compleamene los archivos comparidos reduciendo la búsqueda a una búsqueda local eficiene. La enrega del archivo se hace direcamene enre pares. Cuando una fuene cambia el conenido ofrecido o se desconeca de la red eso se le informa al servidor cenral. Esos sisemas ienen un puno único de falla y vulnerabilidad además de alos cosos de manenimieno y uilización de recursos en el servidor cenral. A.2 Disribución Jerarquizada Como alernaiva a un Web Proxy-Cache cenral se uilizan los Cooperaive Web Caching [6][200] básicamene ienen el mismo obeivo que los Web Proxy convencionales pero el sisema se encuenra formado por un conuno de Proxies dividiendo el coso de propiedad y manenimieno enre varios equipos. Esa disribución además brinda ciero anonimao de fuene y edior pueso que si los Proxies son auónomos poencialmene no se conoce quien esá habiliando deerminado conenido. Es necesaria la agrupación lógica de conenido con el fin de que los solicianes reciban conenido de varios proxies simuláneamene. Esa agrupación es sinácica porque se basa en la URL del siio no en un significado. Las Conen Delivery Newor [4][9][37][56][70][30][74][76] son un eemplo muy similar al anerior. Podrían pensarse como un conuno de Mirrors que funcionan de forma cooperaiva para disribuir archivos de forma menos cososa y más rápida. Es necesaria la agrupación lógica de conenido con el fin de que los solicianes reciban un archivo de varios mirrors simuláneamene. Esa agrupación es sinácica porque se basa en el nombre (o CRC-cyclical redundancy chec) del archivo no en un significado. Denro de la segunda generación de redes P2P para comparir archivos (P2P file sharing) exise una variane conocida como redes de Super-Peers. Las redes Super- Peer presenan un nivel de erarquía: los nodos con pocos recursos de ransmisión son solo fuene/solicianes (llamados clienes) y esán conecados a un único Super- Peer los nodos Super-Peer son fuene/enruador/solicianes y forman enre sí una red compleamene disribuida que funciona en general mediane el broadcas de soliciudes de conenido a odos los nodos Super-Peers. Los nodos Super-Peer realizan una agrupación sinácica del conenido (basada en el nombre o CRC del archivo) ofreciéndole a los clienes una visa consolidada del sisema en ningún caso exise colocación física del conenido. El eemplo más noorio es el proocolo FasTrac uilizado por las redes KaZaA[27] imesh[5] y Groser[0] (las ecnologías P2P se esudian más adelane en la sección 2.2). La mayoría de los sisemas de suscripción y publicación (Subscribe-Publish Newors) como Siena [32] y Publius [234] funcionan de forma erarquizada. El conenido de esas redes son noificaciones y subscripciones. Los nodos fuenes son generadores de evenos informándole a un servidor cercano de al eveno. Los servidores son nodos enruadores que se encargan de comunicarse enre sí los evenos y anunciárselo a los subscripores (nodos solicianes que previamene especificaron su inerés en ese ipo evenos). Redes de Conenido - Capíulo 2 - Conexo Tecnológico: Redes de Conenido 28

39 En esas redes los evenos no pueden ser agrupados lógicamene ni colocados físicamene en los nodos fuenes. Las redes de sensores (Conen-based Sensor Newors) como SCADDS[69][05] y SPIN [06] se manean exacamene con la misma dinámica. Denro de esa caegoría se encuenran ambién el sisema de correo elecrónico y la mayoría de los sisemas de mensaería insanáneas como Jabber [2]. El funcionamieno de esos sisemas es idénico al presenado para las Subscribe- Publish Newors. A.3 Disribución Complea Denro de la segunda generación de redes P2P para comparir archivos (P2P file sharing) exise una variane que funciona mediane el broadcas de soliciudes de conenido a odos los nodos fuenes no presenando agrupación lógica ni colocación física del conenido. En ese ipo de redes sucede que ningún conenido es publicado por pare de las fuenes sino que los nodos solicianes realizan búsquedas específicas de conenido a odos sus pares. Los pares que reciben las consulas en realidad acúan como nodos fuenes conesando al soliciane del cual se recibió el pedido si poseen el conenido buscado y como nodos enruadores volviendo a propagar la consula a sus pares. Para eviar bucles y esperas muy largas las búsquedas se propagan con un mecanismo de iempo de vida limiado (TTL). El eemplo más noorio es Gnuella[88] (ver sección 2.2). Tipo B: Redes Sinácicas Sensibles B. Cliene-Servidor La mayoría de las propuesas para compuación disribuida (Disribued Compuing) [][74][82][23] presenan una arquiecura cliene-servidor y ienen aplicabilidad a procesos alamene paralelizables de mucho consumo de CPU. Eso se debe a la compleidad que surge del ordenamieno y sincronización de las areas a realizar. En ese caso el conenido son las areas a procesar los nodos fuenes son llamados clienes y ofrecen el iempo ocioso de su procesador con un fin común (búsqueda exraerresre cura del cáncer ec.). Exise un único nodo enruador/soliciane cenral encargado de adminisrar las areas que realiza cada cliene (puede pensarse que ese nodo cenral ambién es fuene porque inicialmene incluye odas las areas es decir el conenido). En general las areas son asignadas a los clienes por pare del servidor considerando la canidad de cómpuo que requiere la area y la capacidad de cómpuo ofrecida por la fuene por ano exise una colocación física sensible al conenido. La agrupación lógica es realizada por el servidor cenral sin omar en cuena el ipo de area que realiza cada cliene (por eso la agrupación es sinácica y la implemenación se limia a areas alamene repeiivas de mucho procesamieno). Disinas varianes se han presenado por eemplo soliciar la misma area a varios clienes simuláneamene como forma de redundancia. Denro de las opciones más conocidas se encuenran Avai[] disribued.ne[59] ec. B.2 Disribución Jerarquizada No se han enconrado eemplos de redes en esa caegoría. Se raaría de redes que agrupan lógicamene el conenido de manera sinácica y que modifican su lugar de almacenamieno sobre esa base rabaando sobre la base de una esrucura erárquica. Redes de Conenido - Capíulo 2 - Conexo Tecnológico: Redes de Conenido 29

40 B.3 Disribución Complea Denro de la segunda generación de redes P2P para comparir archivos (P2P file sharing) exise una variane que funciona en base a índice de hash disribuidos [202]. Sin enrar en más dealle en esa sección (las ecnologías P2P se esudian más adelane en la sección 2.2) se puede expresar que la idea básica es asignar mediane hash una idenificación única a cada nodo y a cada archivo (conenido). Un archivo se aloa en el nodo acivo con idenificación más similar a la idenificación del archivo. Los nodos son conecados con aquellos nodos que presenan una idenificación con el mismo prefio formando una opología que se conoce como hipercubo. Los solicianes deben conocer exacamene la idenificación del archivo de esa forma la búsqueda es sencilla: es necesario enruar una consula hasa el nodo fuene con idenificación más cercana y allí debe esar el archivo. Puede verse que exise agrupación lógica del conenido (se le asigna una idenificación a los archivos) pero la misma es sinácica porque no se basa en significado; la colocación física debe ser ambién sensible al idenificador del archivo. Múliples varianes se han presenado a la propuesa original denro de las cuales se incluye múliples dimensiones de hipercubos respaldos ec. Las redes más difundidas son Pas (Pasry)[6][207][208] OceanSore (Tapesry)[36] Chord[225] CAN[20] ec. Es de hacer noar que muchas de esas redes ienen el obeivo de almacenamieno persisene (en lugar del más conocido de comparir archivos enre pares) que se conocen con la nomenclaura de redes de respaldo (Bacup Newors). El eemplo más noorio de uso de esa ecnología para comparir archivos es la red Kademlia[53] DHT uilizada recienemene como méodo secundario en la red emule[68]. Tipo C: Redes Semánicas Insensibles C. Cliene-Servidor No se han enconrado eemplos de redes en esa caegoría. Se raaría de redes que agrupan lógicamene el conenido de manera semánica pero que no modifican su lugar de almacenamieno y rabaan sobre una esrucura cliene-servidor. C.2 Disribución Jerarquizada El sisema TRIAD [99] es una propuesa para un nuevo proocolo de red basado en conenidos que susiuya (subsumiéndolo) al méodo acual basado en enruamieno IP búsqueda de hoss por DNS y recuperación de conenidos vía HTTP. Ese proocolo permie una red donde el conenido es mapeado al espacio (con significado) de las URL. Una agrupación lógica se realiza según el dominio de las URL (semánica) pero no hay colocación física porque el conenido no debe ubicarse arbirariamene en ninguna fuene en paricular. Los solicianes realizan las búsquedas de conenido uilizando el proocolo INRP (Inerne Name Resoluion Proocol) mienras que el conenido se publica en la red uilizando NBRP (Name Based Rouing Proocol). C.3 Disribución Complea Denro de la segunda generación de redes P2P para comparir archivos (P2P file sharing) exise una variane que funciona en base al auo-ordenamieno de la opología [9] (ver la sección 2.2). La idea básica es brindar escalabilidad a las redes compleamene disribuidas uilizando un ordenamieno en la opología según la afinidad de ipo de archivos que Redes de Conenido - Capíulo 2 - Conexo Tecnológico: Redes de Conenido 30

41 engan los nodos paricipanes. En una siuación ideal los solicianes esarán conecados a los nodos fuenes que con mayor probabilidad engan el conenido buscado de esa forma si se uiliza una esraegia de búsqueda basada en broadcas se disminuirían enormemene los iempos de respuesa y los cosos de comunicación. En general se prevén disinos planos de ordenamieno con el fin de aumenar la precisión en afinidad. Dado que no se iene una visa global del sisema el auo-ordenamieno iene que ser basado en una opimización local. Tipo D: Redes Semánicas Sensibles D. Cliene-Servidor Como se aclaró aneriormene las propuesas esudiadas en ese documeno para compuación disribuida (Disribued Compuing) se basan en repeir un único ipo de area muchas veces por ano la agrupación lógica es sinácica ya que odas las areas ienen el mismo significado. Se considera que fácilmene pueden exisir varianes de redes de pares para compuación disribuida donde exisan varios ipos de areas (no solo una única area que es necesario repeir muchísimas veces) en esos casos el servidor cenral debe hacer una agrupación en base al ipo de area y por ano exisiría una agrupación semánica. Debe quedar claro que ese ipo de compuación requiere por pare del servidor cenral una asignación ordenamieno y sincronización de areas mucho más compleo que el caso de un único ipo de area siendo por eso que ese ipo de redes iene mucho menos éxio y difusión. D.2 Disribución Jerarquizada Quizás el meor eemplo de ese ipo de redes es el sisema de nombre DNS[57][58] (Inerne Domain Name Sysem). El servicio de DNS raduce nombres de hoss o nombres de dominios en direcciones IPs por ano el conenido son regisros de nombres y dominios. Los nodos solicianes son odos los compuadores conecados a Inerne o una inrane que uilizan algún servicio radicional de comunicación como ser el Web ec. Los nodos fuene/enruadores consruyen una erarquía de base de daos disribuida de forma arborescene según el nombre del dominio. Las consulas por dominios de los solicianes las canaliza un ipo especial de servidor de nombres llamado recursivo; ese servidor es un nodo rueador que se encarga de resolver las consulas en la erarquía de base de daos disribuida 3 y presenar la respuesa de forma consolidada a los solicianes. La red DNS se esudia en profundidad más adelane en la sección 2.3. Aquí exise una agrupación semánica del conenido pueso que los dominios son agrupados según la propia erarquía de los nombres de dominio. Cada nombre debe ser colocado en el servidor (fuene) que iene asignado ese dominio en la esrucura arborescene por ano exise colocación física de conenido sensible a la semánica (dominio). D.3 Disribución Complea No hemos enconrado eemplos de redes en esa caegoría. Se raaría de redes que agrupan lógicamene el conenido de manera semánica y que modifican su lugar de almacenamieno rabaando sobre una esrucura compleamene disribuida. Una 3 Una soliciud al servidor recursivo en general requiere de varias consulas en la erarquía de DNS lo cual es cososo para ser realizado por cada soliciane desde un puno de visa de ancho de banda y laencia. Redes de Conenido - Capíulo 2 - Conexo Tecnológico: Redes de Conenido 3

42 propuesa aún en desarrollo y que podría enrar en esa caegoría el proyeco Eduella. Eduella[64] es un proyeco para consruir una infraesrucura de meadaos para redes P2P basado en JXTA. En Eduella la información es agrupada por su conenido maneniendo de manera disribuida enre los nodos paricipanes un conuno de meadaos (especificados según el esándar RDF del W3C) que permien la búsqueda y recuperación semánica de los conenidos en sí mismos. Eduella prevé la replicación de los meadaos en varios nodos para proveer persisencia de daos y meorar la disponibilidad y la carga. Los conenidos en sí mismos podrían ambién ser replicados si bien en una primera eapa no se ha implemenado ese servicio Conclusiones y Consideraciones Generales El área de las redes de conenido se encuenra aún en una eapa inicial de desarrollo exisiendo relaivamene pocos rabaos que formalicen marcos concepuales genéricos para el esudio de sus propiedades. Hay gran diversidad de propuesas concreas refleada en la exisencia de redes de caracerísicas muy diversas perenecienes a las diversas clases de la axonomía presenada; la lisa de caracerísicas relevanes presenadas en ese rabao puede ser enonces de ayuda a la hora de buscar elemenos para comparar las mismas y evenualmene diseñar nuevas arquiecuras. Debe hacerse explício que las redes erarquizadas parecen adaparse más a realidades diversas siendo moivadas principalmene por un ineno de reducción de cosos meorar escalabilidad 4 resisencia a fallas y anonimao. Eso parece hacerse especialmene noorio para las redes Sinácicas Insensibles ipo A donde ésa es la principal forma de escalado. Las redes Semánicas Sensibles ipo D parecen ener muy buenas propiedades pero en muchos conexos no pueden implemenarse debido a violaciones de auonomía o anonimao o simplemene porque el conenido sobre el que se iene que dar significado es muy compleo (por eemplo en las redes de pares para colaboración el conenido es la misma ineracción humana). Las buenas propiedades de ese ipo de redes se discuen en [37] resumidamene son: Jerarquización Semánica: En esas redes exise una opología erárquica según el significado del conenido. El nodo enruador raíz presena los conenidos más generales y a medida que uno se alea por la red del nodo raíz se iene un conocimieno más rico sobre un ipo de conenido en paricular. Rápido re-enruamieno: Dada que la opología es erarquizada según conenido cada nodo enruador debe conocer de forma consolidada el conenido que él adminisra es decir es menos cososo el manenimieno de la visa local del conenido. Logrando un rápido re-enruamieno y un eficiene descubrimieno del conenido. Eficiene descubrimieno de Conenido: El descubrimieno de conenido es muy simple en la mayoría de los casos se sabe de forma deerminisa donde se encuenra un conenido (porque allí fue colocado a propósio para respear la erarquía semánica) y por ano el iempo de búsqueda de una soliciud es acoado según el amaño de la red. 4 Las redes cliene-servidor presenan una limiane en escalamieno debido al imporane coso de su servidor cenral mienras que las redes compleamene disribuidas presenan una limiane debido al consumo exponencial de ancho de banda necesario por odos los nodos para paricipar en la red. Redes de Conenido - Capíulo 2 - Conexo Tecnológico: Redes de Conenido 32

43 Búsquedas por proximidad semánica: A diferencia de la mayoría de los oros ipos de redes de conenido esa opología erarquizada por significado del conenido habilia a la búsqueda por proximidad semánica es decir por eemplo cuando deerminado conenido no se encuenra en la red es posible suminisrar aquel que más se le asemea (por eemplo si en una red de documenación bibliográfica se busca deerminado exo es posible ofrecer oro exo sobre el mismo ema). Asignación eficiene de recursos: Dado que las soliciudes son de conenido es eficiene y realizable pensar en uilizar los nodos con meores capacidades (mayor ransmisión almacenamieno o procesamieno) para los conenidos más soliciados. La Tabla 2 resume los eemplos enconrados de ipos de redes de conenido según la axonomía. Colocación física del conenido Insensible al conenido Sensible al conenido Agrupación lógica del conenido Sinácica Semánica Tipo A Tipo C Redes sinácicas Redes semánicas insensibles insensibles A. Squid Mirrors Napser C. - A.2 Aamai KaZaA Groser imesh emule Siena Publius C.2 TRIAD SCADDS SPIN Jabber A.3 Gnuella C.3 - Tipo B Redes sinácicas sensibles. Tipo D Redes semánicas sensibles B. Avai D. - disribued.ne B.2 - D.2 DNS B.3 Pasry Tapesry Chord CAN Overne D.3 Eduella Kad Tabla 2. Eemplo de redes de conenido según las dimensiones de esudio. Redes de Conenido - Capíulo 2 - Conexo Tecnológico: Redes de Conenido 33

44 2.2 Redes de Pares (Peer o Peer) 2.2. Inroducción La bibliografía no es uniforme respeco a definir que ipos de redes son de pares y cuales no. La ópica omada en ese documeno se acerca fueremene a la expresada en [62] y [26]. En esa sección se define a la red de pares y se conexualizan denro de las redes de conenido. Se refina la axonomía presenando eemplos y una reseña hisoria de la evolución de arquiecuras Bases Concepuales Red de Pares (P2P) El érmino peer-o-peer refiere a la clase de sisemas y aplicaciones que emplean recursos disribuidos para realizar alguna función críica de forma descenralizada [62]. Los recursos pueden ser: procesamieno almacenamieno (conenido paricular) y/o ransmisión (ancho de banda). Las funciones críicas a realizar son: compuación disribuida comparir información colaboración enre pares o cualquier ipo de servicios que puede ser brindado por un sisema con esas caracerísicas. Como se adelanó exise una serie de definiciones respeco a las redes P2P. Las más desacadas (exraídas de [62]) se deallan a coninuación: El grupo de rabao de Inel para P2P define esas redes como: el comparir recursos y servicios compuacionales mediane la conexión direca enre sisemas [92]. Alex Weysel define P2P como el uso en modalidad no cliene de disposiivos que se encuenran en la periferia de la Inerne [23]. Ross Lee Graham define P2P a ravés de res requerimienos claves: ienen compuadoras con calidad de servidor ienen un sisema de direccionamieno independiene del DNS y esán preparados para diferenes formas de conecividad [96]. Clay Shiry de O Reilly and Associae las define como: la clase de aplicaciones que aprovechan de los recursos (almacenamieno ciclos conenido presencia humana ec.) disponible en los bordes de Inerne. Debido a que acceder a esos recursos descenralizados significa operar en un enorno de conecividad inesable con impredecible variaciones de direcciones IP esas redes deben operar fuera del sisema de DNS y ienen imporane o complea auonomía respeco a servidores cenrales [26]. Finalmene Kindberg define los sisemas P2P como aquellos que ienen iempo de vida independiene [28]. Para lo que resa de ese documeno se oma la definición brindad por Clay Shry [26]: Una Red de Pares (Peer-o-Peer) es una red donde se aprovecha de los recursos (almacenamieno ciclos conenido presencia humana ec.) disponible en los bordes de Inerne. Debido a que acceder a esos recursos descenralizados significa operar en un enorno de Redes de Conenido - Capíulo 2 - Conexo Tecnológico: Redes de Conenido 34

45 conecividad inesable con impredecible variaciones de direcciones IP esas redes deben operar fuera del sisema de DNS y ienen imporane o complea auonomía respeco a servidores cenrales. Por ano las redes de conenido comparen recursos con un obeivo común: Recursos empleados por las redes de pares: Procesamieno. Almacenamieno. Transmisión. Obeivos de las redes de pares: Compuación disribuida. Comparir información. Colaboración enre pares. Plaaforma de servicios. Especificación en el Marco de las Redes de Conenido Se considera que las redes de pares son un caso paricular de redes de conenido donde los nodos fuene de conenidos reciben el nombre de pares. Si se recuerda la definición de red de conenido (una red donde el descubrimieno el direccionamieno y el enruamieno del conenido son basados en la descripción del conenido en lugar de su ubicación) no es direco enender por eemplo como puede enruarse en la red por recursos como el procesamieno o el ancho de banda es decir como pueden enenderse los recursos de las redes de pares como conenido. Eso se clarifica si se consideran que las redes de pares respean fueremene la auonomía y el anonimao de los pares donde a los efecos de la red no impora quien es al nodo sino simplemene su capacidad de recursos. En ese senido una red de pares ópimamene diseñada debe pregunar por un recurso cuando le hace fala y no por un nodo; por ano en general debe responder a la preguna de como llegar a deerminado recurso (o conenido) y no como llegar a deerminado nodo. Ahora que se eniende porque las redes de pares son un ipo de redes de conenido es necesario resalar lo que diferencia a las redes de pares del reso de las redes de conenido. La diferencia se presena en algunas caracerísicas de la arquiecura de red y principalmene en algunas caracerísicas que presenan los nodos perenecienes a la red: En primer lugar las redes P2P esán compuesas por pares con un alo nivel de auonomía. En paricular se considera indispensable que los nodos paricipanes engan la posibilidad de ingresar y salir de la red en cualquier momeno. Además en general cada nodo deermina la canidad de recurso que desea comparir. Por ano la caracerísica que se considera principalmene disiniva de las redes de pares respeco a las redes de conenido es que los paricipanes presenan un alo nivel de auonomía especialmene de auonomía de paricipación. Redes de Conenido - Capíulo 2 - Conexo Tecnológico: Redes de Conenido 35

46 Dado que los nodos pueden libremene ingresar al sisema para comparir sus recursos es necesario un incenivo para dicha paricipación. Ese incenivo se logra al perseguir un obeivo o necesidad común. Por ano exise un deseo implício de comparir recursos en la búsqueda de un obeivo común. Ora consecuencia de la auonomía es el anonimao muchas veces no se quiere conocer las fuenes o solicianes de conenido (por eemplo por razones legales como en las redes para comparir música con derechos de auor) u oras veces simplemene es compleamene innecesario su conocimieno. Por ano las redes de pares persiguen en general un obeivo de anonimao. En conclusión: Una Red de Pares (Peer-o-Peer) es un caso paricular de redes de conenido donde los nodos de conenidos (llamados pares) presenan fueres caracerísicas de auonomía disposición a comparir y anonimao Clasificación y Taxonomía La primera clasificación de las redes de pares que aparece en la lieraura es en base al ipo de aplicación que iene la red [4][62] (es decir el ipo de conenido que es comparido). Bao esa idea se clasifican las aplicaciones P2P como: Compuación Disribuida (disribued compuing): Inerne/inrane disribued compuing grid compuing ec. La aplicabilidad va desde búsqueda de vida exraerresre proyeco genoma aaques de vulnerabilidad conuna calculo de precios y riesgo financiero análisis de mercado y crédio financiero análisis demográfico ec. Colaboración (collaboraion): Communicaion (cha insan messaging) Co-review/edi/auhor/creae shared applicaions Gaming Discovery ec. Comparir conenido (conen sharing): File delivery Conen Disribuion Disribued Sorage Caching Edge Services Informaion Managemen (discover aggregae filer mining organize ec.) ec. Puede verse que el mercado para esas aplicaciones es muy variado incluyendo consumidores (comparir música películas o conenido en general mensaería insanánea uegos) empresa (bioecnología finanzas soluciones IT B2B) y público general (enreenimieno enrega de conenido). Una clasificación basada en ipo de aplicación no es suficiene para enender los disinos ipos de diseños arquiecuras y algorimos que conviven enre las disinas redes P2P. Siendo las redes de pares un caso paricular de las redes de conendido la mayoría de las caracerísicas descripas se aplican a ese caso. A coninuación se especifican las caracerísicas que presenan algunas diferencias en la definición en el conexo de las redes de pares respeco al de redes de conenido. Inspirada en la axonomía realizada para las redes de conenido se hacen apores procedenes de [6] [92] y [229]. Redes de Conenido - Capíulo 2 - Conexo Tecnológico: Redes de Conenido 36

47 Dimensiones de Clasificación que varían respeco a las Redes de Conenido Descenralización [242] Una primera dimensión de clasificación es (al igual que para el caso general de las redes de conenido) la descenralización. Para las redes de conenido la descenralización se encuenra deerminada por la capacidad que iene la red de funcionar con varios nodos de un mismo ipo (fuenes solicianes y enruadores). Como se señaló aneriormene una caracerísica disiniva de las redes de pares es el deseo de comparir con un fin común es por eso que para ese ipo paricular de redes siempre se van a ener muchos nodos fuenes remiiendo el concepo de descenralización a los nodos solicianes y (principalmene) a los enruadores. En el caso general se dio que los grados de descenralización pueden clasificarse en los modelos de cliene-servidor disribución erarquizada y compleamene disribuida. Para las redes de pares en general se uiliza ora erminología: Modelo Puro (Pure P2P): El modelo compleamene disribuido recibe el nombre de puro porque expresa fielmene la filosofía de una red de pares donde odos los nodos paricipanes de la red presenan iguales roles (fuene enruador soliciane) y responsabilidades. A los efecos de ese documeno eso significa que exise una canidad arbiraria de nodos fuene/enruador/soliciane (donde impora que odos los nodos son enruadores). En ese caso los solicianes pueden consular a cualquier nodo por un conenido y ese nodo iene que saber como enruarlo hasa alguna fuene. Eemplos son Gnuella [88] y Freene[38][79]. Modelo Híbrido (Hybrid P2P): El modelo cliene-servidor recibe el nombre de híbrido pueso que se considera que no es un sisema P2P puro. En ese caso se iene un único nodo cenral de enruamieno (podría haber redundancia en ese nodo cenral). Los solicianes consulan al servidor de enruamieno cenral que les informa que fuenes ienen el conenido buscado. Pueden haber muchos solicianes o uno solo. Eemplos comúnmene uilizado son Napser[66][67] (un nodo enruador muchos nodos fuene/solicianes) y (un nodo enruador/soliciane muchos nodos fuene). Modelo Jerarquizado: El modelo erarquizado donde exisen varios nodos enruadores aun no presena un nombre disinivo. El primer eemplo de nooriedad se presena para las aplicaciones de comparir archivos y se conoce como redes SuperPeers en esas redes exisen nodos fuene/enruadores/solicianes llamados superpeers y nodos exclusivamene fuene/solicianes llamados clienes. Los nodos clienes pueden esar conecados únicamene a un superpeer (a veces se coneca a dos o res por redundancia) siendo los superpeers una especie de red dorsal de conenido que funciona por lo general bao un modelo puro de P2P. El eemplo más noorio de ese ipo de redes es KaZaA[27]. Ese modelo iene el poencial de combinar la eficiencia de las búsquedas de conenido de los sisemas híbridos cenralizados con la auonomía balanceo de carga y robusez frene a aaques de las búsqueda en los sisemas puros disribuidos[242][243]. La descenralización para las redes de pares se encuenra deerminada por la capacidad que iene la red de funcionar con varios nodos de un mismo ipo (solicianes y enruadores). Se considera que siempre exise una canidad arbiraria de nodos fuene por la filosofía de comparir en la que se basan esas redes. Redes de Conenido - Capíulo 2 - Conexo Tecnológico: Redes de Conenido 37

48 Modelos de Descenralización en las redes de pares (P2P): Híbrido. Disribución Jerarquizada. Puro (broadcas disribución de índices de hash). Auo-Organización [33][49] También llamado auo-escalamieno el auo-ordenamieno presena una clasificación especial cuando se raan las redes de pares. Para las redes P2P en general se uiliza la siguiene erminología: In-esrucuradas: donde los nodos de la opología virual se organizan de forma aleaoria uilizando inundación (broadcas o caminanes aleaorios) para el descubrimieno del conenido. Cuando un soliciane realiza una búsqueda dicha búsqueda se propaga enre los pares sucesivamene. Ese ipo de redes permien búsquedas semánicamene compleas y no requieren colocación de conenido sin embargo son poco eficienes para enconrar conenido poco disribuido pueso que la búsqueda requiere de la consula a muchos nodos. El eemplo más noorio de esas redes es Gnuella[88]. Esrucuradas: en general basadas en alguna écnica de disribución de abla de hash (DHT) esas redes consruyen un grafo esrucurado de nodos donde cada nodo es responsable de un conuno de conenidos (o índices a conenido) deerminado 5. A pesar que ese ipo de redes se diseña para meorar la eficiencia del descubrimieno del conenido es discuible su uilidad para redes con conenido o conexiones muy dinámicas. En general esas redes aseguran descubrir un conenido específico recorriendo a lo sumo una canidad logarímica de nodos según el amaño de la red. Eemplos son Pas (Pasry)[6][207][208] CAN[20] Chord[225] OceanSore (Tapesry)[36] Overne(eMule)[68] ec. Modelos de Auo-Organización en las redes de pares (P2P): In-esrucuradas. Esrucuradas. Taxonomía Se profundiza la axonomía en esa oporunidad incluyendo las siguienes cuaro dimensiones (descripas con anerioridad): Agrupación lógica del Conenido (Conen Aggregaion): semánica o sinácica. Colocación física del Conenido (Conen Placemen): sensible o insensible al conenido. Descenralización: híbrido disribución erarquizada y puro. Auo-Organización: in-esrucuradas o esrucuradas. En la Tabla 2 se incluyen eemplos de redes de pares para las dos primeras caracerísicas. La Tabla 3 resume los eemplos enconrados para la descenralización y el auo-ordenamieno. 5 En general cada nodo iene un idenificador y es responsable de los conenidos con un idenificador que surge de la función de hash aplicada al idenificador del nodo. Redes de Conenido - Capíulo 2 - Conexo Tecnológico: Redes de Conenido 38

49 Inesrucuradas Auo- Organización Descenralización Híbrido Jerarquizada Puro Napser Avai FasTrac (KaZaA) edoney emule OpenNap Esrucuradas - - Gnuella FreeNe Eduella Pasry Tapesry Chord CAN Overne Tabla 3. Eemplo de redes de pares según las nuevas dimensiones de esudio. Por definición es imposible la exisencia de redes esrucuradas hibridas. A medida que las redes in-esrucuradas crecieron en canidad de nodos surgió la necesidad de un modelo que conemplara meor la diversidad de los nodos paricipanes. En esa siuación la inexisencia de redes erarquizadas esrucuradas se supone a la poca difusión en la acualidad de las redes esrucuradas en si mismas. A coninuación se presena una cronología de los diseños en las redes de pares Evolución Hisórica Las redes de pares son la forma más naural de abordar los problemas que enfrenan las aplicaciones disribuidas. Por ano las primeras aplicaciones surgen en general bao ese paradigma pero luego de un crecimieno inicial pierden el modelo original y pasan a una arquiecura cliene-servidor. De forma general se puede decir que a fines de la década de los 80 s el modelo cliene-servidor se impone enre las arquiecuras de las aplicaciones disribuidas exisenes pueso que es la forma más rápida y menos cososa de ofrecer servicio a una gran canidad de usuarios inexperos. Con la Inerne alamene difundida a fines de los 90 s los poenciales usuarios de un servicio son anos que solo pueden ser maneados por sisemas cenralizados de forma muy cososa es enonces donde parece naural en la medida de las posibilidades uilizar los recursos ociosos del borde de la red (es decir los PC de los usuarios) y resurge el modelo de redes de pares (P2P) para una variedad imporane de aplicaciones. La misma Inerne puede verse bao ese análisis considerando que es una red de conenido donde el conenido son las direcciones de red IP. En sus comienzos la Inerne surge como una red de pares (peer-o-peer) donde cada nodo cooperaba en el enruamieno de los paquees que se realizaba a ravés de ellos mismos. UUNe y Fidone son dos eemplos de redes descenralizadas de conexión dial-up (módem) los nodos perenecienes a esa red se conecaban periódicamene de forma asincrónica a oro nodo inercambiando paquees ( s o foros de discusión) luego de varios salos enre los nodos paricipanes los mensaes llegaban a desino. Sin embargo luego de enfrenar un crecimieno inicial se perdió el diseño original de redes de pares por un diseño erarquizado. Ese diseño erarquizado consolidó en la acualidad una esrucura cliene-servidor donde unos pocos nodos servidores (rouers) se encargan de ofrecer servicio de enruamieno IP a la mayoría de nodos que son clienes de Inerne. Con el fin de observar la evolución de las ecnología de las redes de pares a lo largo de la hisoria resalando acieros y errores se presena como han cambiado las Redes de Conenido - Capíulo 2 - Conexo Tecnológico: Redes de Conenido 39

50 aplicaciones P2P según su uilización (comparir conenido colaboración compuación disribuida). Comparir Conenido Las aplicaciones pensadas para comparir conenido en ese conexo refieren a comparir archivos (files). Múliples redes con disinos obeivos son uilizadas con ese fin. Enre ellas se resalan: File delivery Conen Disribuion Disribued Sorage Caching Edge Services Informaion Managemen (discover aggregae filer mining organize ec.) ec. En esa sección se resume la evolución hisórica de ese ipo de redes de pares. Primera generación La primera generación de redes P2P uiliza un modelo cenralizado cliene-servidor (modelo híbrido) para resolver el enruamieno y descubrimieno de conenido (un único nodo enruador). De esa forma se simplifica enormemene el problema de las búsquedas de conenido pueso que el enruador cenral iene una visa global del sisema conociendo exacamene quienes comparen que conenido. Esa solución iene muy buena performance y su escalamieno se encuenra limiado por las operaciones que realiza el rouer cenral (sincronización y coordinación). Napser[66][67] es la primera aplicación exremadamene popular que uiliza ese modelo. Los clienes de Napser se idenifican al ingreso a la red en el servidor cenral informándole los archivos que comparen. Cuando un soliciane busca un conenido lo hace en el servidor cenral el cual conoce compleamene los archivos comparidos reduciendo la búsqueda a una búsqueda local eficiene. La enrega del archivo se hace direcamene enre pares. Cuando una fuene cambia el conenido ofrecido eso se le informa al servidor cenral. Ese sisema logró escalar hasa 6 millones de usuarios cuando por liigios legales de derecho de auor uvo que cambiar su esraegia y filrar el conenido ilegal. En realidad el problema desde un puno de visa ecnológico de red surge porque el modelo cenralizado iene un puno único de vulnerabilidad y falla. Segunda generación Como respuesa a la primera generación de P2P basadas en un nodo enruador cenral vulnerable cososo y poco robuso aparece la segunda generación de P2P con una arquiecura compleamene disribuida donde odos los nodos son fuene enruador y soliciane. Una serie de varianes a esa idea original se presenan a lo largo del iempo. Esas varianes se basan principalmene en la forma que la red permie descubrir localizar y enruar el conenido. En ese documeno las varianes se agrupan como: broadcas superpeers índice de hash disribuida y auo-ordenamieno. Cuando la red se basa en broadcass sucede que ningún conenido es publicado por pare de las fuenes sino que los nodos solicianes realizan búsquedas específicas de conenido a odos sus pares. Los pares que reciben las consulas en realidad acúan como nodos enruadores volviendo a propagar la consula y como nodos fuenes conesando al soliciane que les realizó la consula si poseen el conenido buscado. Para eviar bucles y esperas muy largas las búsquedas se propagan con un mecanismo de iempo de vida limiado (TTL). El eemplo más noorio es Gnuella[88]. Ese ipo de redes presena un gran consumo de ancho de banda y procesamieno únicamene en información de conrol (es decir procesando consulas) eso en la prácica lleva a que ese ipo de redes engan una escalabilidad limiada haciendo Redes de Conenido - Capíulo 2 - Conexo Tecnológico: Redes de Conenido 40

51 muy cososo en érminos de ancho de banda perenecer a la red y obeniendo un alo grado de indeerminismo en las búsquedas. Eso lo muesran los numerosos monioreos y esudios eóricos realizados sobre Gnuella [][23][205][206][223]. Como solución a las limiaciones de escalabilidad surgen las primeras versiones de redes erarquizadas. Esa variane conocida como redes de Super-Peers presenan un nivel de erarquía donde los nodos con pocos recursos de ransmisión son solo fuene/solicianes (llamados clienes) y esán conecados a un único Super-Peer los nodos Super-Peer 6 son fuene/enruador/solicianes y forman enre sí una red compleamene disribuida que funciona en general mediane el broadcas de soliciudes de conenido a odos los nodos Super-Peers. Los nodos Super-Peer realizan una agrupación del conenido ofreciéndole a los clienes una visa consolidada del sisema en ningún caso exise colocación física del conenido. El eemplo más noorio es la red FasTrac uilizada por KaZaA[27] a pesar que no ha sido publicada en odo dealle su arquiecura. En paralelo ora respuesa al problema de escalabilidad se esaba diseñando: redes compleamene disribuidas basadas en índice de hash disribuidos [202]. En Chord[225] se asigna una idenificación única a cada nodo y a cada archivo ofrecido mediane un algorimo de hash. Exise el concepo de disancia enre los idenificadores. Los índices de un archivo se aloan en el nodo acivo con idenificación más similar (menor disancia) a la idenificación del archivo. Los nodos son conecados con aquellos nodos que presenan una idenificación con el mismo prefio formando una opología de anillo (y de forma general un hipercubo para oras DHTs). Los solicianes deben conocer exacamene la idenificación del archivo de esa forma la búsqueda es rivial: es necesario enruar una consula hasa el nodo fuene con idenificación más cercana y allí deben esar los índices del archivo. Puede verse que exise agrupación lógica del conenido (se le asigna una idenificación a los archivos) pero la misma es sinácica porque no se basa en significado. Además para que el méodo funcione es necesario colocación física sensible al idenificador del archivo. Múliples varianes se han presenado a esa propuesa denro de las cuales se incluye múliples dimensiones de hipercubos respaldos ec. Las redes más difundidas son: Pas[6][207][208] (Pasry) OceanSore[36] (Tapesry) Chord[225] CAN[20] ec. Es de hacer noar que muchas de esas redes ienen el obeivo de almacenamieno persisene (no comparir archivos enre pares) que en la nomenclaura presenada se llamaron redes de respaldo (Bacup Newors). Para redes de comparir archivos la experiencia más nooria se encuenra en la red emule[68] que en la acualidad incluye como méodo complemenario de descubrimieno a la red Overne (ambién conocida como Kad) que uiliza el algorimo de DHT Kademlia[53]. Los esudios indican que esos sisemas escalan a billones de usuarios millones de servidores y 0 4 archivos. Como resumen se puede decir que ese ipo de redes son muy arayenes porque garanizan una coa superior logarímica según el amaño de la red al problema de enconrar una fuene paricular de conenido; sin embargo presenan dos problemas que las limian a conexos pariculares: requieren colocación física de conenido (violando la auonomía deseada por los usuarios) y no es fácil realizar búsquedas porque en general es necesario conocer el nombre del archivo o alguna ora propiedad que deermine el idenificador del archivo (es decir carecen de un méodo robuso para el descubrimieno de conenido). 6 Los nodos Super-Peers ambién son llamados en la lieraura ulrapeers. Redes de Conenido - Capíulo 2 - Conexo Tecnológico: Redes de Conenido 4

52 La úlima propuesa denro de esa generación es aquella basada en el auoordenamieno de la opología [9]. La inención es lograr una performance similar a la obenida con las redes de índices de hash disribuidos sin violar la auonomía de los usuarios (no permiiendo colocación física de conenido). El ordenamieno de la opología se encuenra basado en afinidad de ipo de archivos que engan los nodos paricipanes. En una siuación ideal los solicianes esarán conecados a los nodos fuenes que con mayor probabilidad engan el conenido buscado de esa forma si se uiliza una esraegia de búsqueda basada en broadcas se disminuirían enormemene inclusive asegurando un iempo promedio acoado de respuesa muy inferior a una red desordenada. En general se prevén disinos planos de ordenamieno con el fin de aumenar la precisión en afinidad conemplando los varios ipos de conenido que pueden ser soliciados por un nodo. Dado que no se iene una visa global del sisema el auo-ordenamieno iene que ser basado en una opimización local. Tercera generación Luego del gran avance realizado sobre las redes puras considerando algorimos compleos para el auo-ordenamieno o la disribución de índices de hash se observa que los usuarios oparon por las aplicaciones que preservan la mayor auonomía y anonimao en cada nodo. Imporanes meoras se ofrecen acualmene respeco al anonimao en algunas de las redes de segunda generación. Los casos más noables son: Freene[38][79] I2P[] GNUne[87] Enropy[67] MUTE[64[ Napshare[65] ec. En la acualidad Freene[38][79] asigna una idenificación única a cada nodo y a cada archivo ofrecido mediane hash. Muy similar a una DHT Freene uiliza un méodo de enruamieno heurísico basado en los idenificadores que preserva enormemene el anonimao de los paricipanes. Muchos de las redes de esa generación se conocen como F2F (Friend-o-friend) en lugar de P2P porque basan pare de su solución de anonimao en permiir al usuario la comunicación solo con oros usuarios previamene conocidos. Preservar el anonimao y la auonomía presena un coso en recursos de comunicación posiblemene ese sea el principal inhibidor para la masificación de esas redes en un fuuro. Colaboración Denro de las aplicaciones P2P para colaboración se resalan los sisemas de mensaería insanánea y charla los uegos on-line y las aplicaciones comparidas en general (insan messaging cha muliplayer games shared applicaions ec). El ipo de conenido ofrecido en ese ipo de redes no es an simple de modelar como en los oros casos porque básicamene se raa de ineracción humana. Un conuno de desafíos écnicos deben ser enfrenados por ese ipo de redes. En general las aplicaciones de colaboración son orienadas a evenos donde un grupo de nodos quieren realizar una area de forma conuna y es necesario manener informado a cada par de lo hecho por los oros. Cualidades especiales son imprescindibles para una acepación de esas aplicaciones en los disinos mercados (consumidores empresas público en general) por eemplo: localización: debe saberse exacamene quienes se encuenran en la red Redes de Conenido - Capíulo 2 - Conexo Tecnológico: Redes de Conenido 42

53 resricciones ransaccionales: muchas veces se debe asegurar propiedades ransaccionales compleas (como las ofrecidas en los sisemas de base de daos) resricciones de iempo real: la mayoría de las veces no es posible ener un gran reardo en la propagación de evenos pueso que sería fácilmene noado por los oros pares. Eso depende direcamene de la red subyacene pero algunas écnicas pueden usarse. Por eemplo eso es imprescindible en los uegos muliugador como DOOM [60] o comunicaciones elefónicas como Sype[28]. olerancia a fallas: los evenos no pueden perderse pueso que de ora forma los paricipanes endrían disinas visas de la información. Esos problemas han sido resuelos saisfacoriamene en los úlimos años. Algunos buenos eemplos de sofware colaboraivo enre pares son Groove[00] Magi[20][2] y OpenCola [75]. Para mensaería insanánea el sisema de elefonía Sype[28] inicialmene concebido por los creadores de KaZaA[27] y hoy propiedad de ebay[62] iene aproximadamene 4 millones de usuarios concurrenes. Compuación Disribuida La compuación disribuida (Disribued Compuing) considerada como el méodo para alcanzar ala performance de cómpuo con un sisema formado por varios compuadores esándares y una conexión de red no comienza con las redes de pares. Una serie de proyecos a principios de los 90 s mosraron que los sisemas de compuación disribuida son realizables y úiles [3][6][43][44]. Con el experimeno I-WAY [75][76] en 995 surge la compuación en grilla (Grid Compuing) que rápidamene es difundida y esudiada en el mundo académico. En la acualidad exisen una serie de producos comerciales y esfuerzos académicos que han llevado la compuación en grilla a escalas mucho mayores gran pare de la información se concenra en Globus [85] Gridbus[97] Grid Forum [98] y Mersenne Gimps [55] mienras que una serie de empresas ofrecen el servicio bao disinos modelos de negocio [56][97][228]. Muchos de los desarrollos realizados en la compuación en grilla no esán pensados para el enorno de Inerne donde una enorme canidad de usuarios quieren comparir sus recursos de cómpuos maneniendo su auonomía. A veces llamada la compuación en Inerne o compuación de pares (Inerne and Peer-o-Peer Compuing) inena lidiar con los problemas de heerogeneidad y auonomía de los usuarios en ese enorno. La heerogeneidad se presena en la canidad y calidad del procesamieno ofrecido por los usuarios y en la gran variedad de hardware y sisemas operaivos coexisenes. La auonomía deermina que las conexiones/desconexiones de los usuarios se realicen con mucha frecuencia además de cambios impredecibles en el procesamieno ofrecido. Enonces en ese enorno la compuación disribuida debe realizarse bao el paradigma de las redes de pares (P2P) y esos casos son los discuidos en ese documeno. La mayoría de las propuesas para compuación disribuida P2P (llamadas en ese documeno simplemene Disribued Compuing) [][59][66][74][82][23] presenan una arquiecura cliene-servidor y ienen aplicabilidad a procesos alamene paralelizables de mucho consumo de CPU. Eso se debe a la compleidad que surge del ordenamieno asignación y sincronización de las areas a realizar. En ese caso el conenido son las areas a procesar los nodos fuenes son llamados clienes y ofrecen el iempo ocioso de su procesador con un fin común (búsqueda Redes de Conenido - Capíulo 2 - Conexo Tecnológico: Redes de Conenido 43

54 exraerresre cura del cáncer ec.). Exise un único nodo enruador/soliciane cenral encargado de adminisrar las areas que realiza cada cliene. Las areas son asignadas a los clienes por pare del servidor por ano exise una colocación física del conenido. La agrupación lógica es realizada por el servidor cenral sin omar en cuena el ipo de area que realiza cada cliene (por eso la agrupación es sinácica y la implemenación se limia a areas alamene repeiivas de mucho procesamieno). Disinas varianes se han presenado por eemplo soliciar la misma area a varios clienes simuláneamene como forma de redundancia. Denro de las opciones más conocidas se encuenran Avai[] disribued.ne[59] Enropia[66] ec. El proyeco logró un pico de 35 millones de usuarios y cerca de 25 Tflop/s (miles de billones de operaciones de puno floane por segundo) y como pionero en su genero logró grandes adepos. Como se expresa en The Anaomy of he Grid [77] los sisemas de compuación P2P y compuación en grilla presenan mucha similiud y acualmene se diferencian únicamene en los obeivos que cada comunidad enfrena. La compuación P2P brinda una solución verical a problemas específicos mienras que la compuación en grilla inena aacar la ineroperabilidad e infraesrucura de las arquiecuras y proocolos uilizados. Se considera naural que en el fuuro exisa una convergencia enre ambos enfoques cuando los obeivos y el mercado se uniformicen Arquiecuras Acuales Como se vio hasa ahora una de las principales limiaciones que ienen los sisemas acuales es la incompaibilidad de proocolos y la fala de ineroperabilidad. Eso es ípico de los nichos de mercado emergenes al cual hoy se encuenran las ecnologías P2P en odas sus aplicaciones. Como se dio cuando se hablo de la caracerísica de ineroperabilidad de las redes de conenido los méodos radicionales para alcanzar sisemas ineroperables son: Esándares: SOAP Gnuella ec. Código abiero: JXTA emule OpenNap ec. Esándares de faco: JXTA.NET ec. Especificaciones en común: Peer-o-Peer Woring Group Peer-o-Peer Woring Group a Inerne2 O Reilly P2P ec.. A coninuación se realiza una inroducción a los framewors exisenes para redes P2P y dos aplicaciones P2P muy populares en la acualidad: emule[68] y KaZaA[27]. Framewors A coninuación se hace un resumen de los framewors o plaaformas que acualmene se perfilan para ser los esándares. Es imporane señalar que en realidad esas plaaformas deben oficiar como un middleware. Un Middleware 7 es una ecnología de sofware diseñada para ayudar a manear la compleidad y heerogeneidad inherene a un sisema disribuido. Por ano se planea una arquiecura de res capas (Three-Tier Model) para las aplicaciones P2P donde la capa inermedia brinda odas las funcionalidades o lógica del sisema disribuido ofreciendo a la capa de aplicación una visa parcial y consolidada de los conenidos. La capa superior o de presenación solo se encarga de ofrecer una visa consolidada de los conenidos a los solicianes y la capa más inferior en ese caso son las fuenes crudas de conenido. 7 Se puede enconrar mayor especificación de los middleware en la RFC Redes de Conenido - Capíulo 2 - Conexo Tecnológico: Redes de Conenido 44

55 El sofware de middleware en generar iene que eecuarse en los res ipos de nodos que perenecen a la red (fuene enruador y soliciane) y es el encargado de la idenificación y auenicación de los nodos perenecienes a la red del descubrimieno del conenido ofrecido auorización de soliciudes y funciones pariculares de cada ipo de aplicación. Múliples framewors se han desarrollado con el fin de resolver los problemas comunes de heerogeneidad disribución y persisencia de los sisemas P2P. Algunas ecnologías como CORBA[48] o DCOM[53] son middlewares y esándares de faco pero no se adapan compleamene a la nauraleza y masividad de Inerne por ano parece que no serán las uilizadas para el desarrollo de fuuras aplicaciones P2P ineroperables. Denro de la gama de posibilidades parecen sobresalir claramene JXTA de Sun[26] y.net de Microsof[22] como plaaformas de faco. Anhill[2] es un framewor pionero desarrollado específicamene como plaaforma P2P muchas de sus ideas se encuenran hoy incluidas denro de JXTA. emule [68] El proyeco emule[68] surge inicialmene como una opción de código abiero para susiuir al cliene de la red edoney[63]. La red edoney surge como una red P2P para comparir archivos de gran amaño las primeras versiones de emule aparecen en En la acualidad el cliene emule es más popular que el original edoney incluyendo meoras y aparamienos del proocolo original. El programa emule ha sido descargado por aproximadamene 85 millones de personas. Arquiecura La arquiecura de la red presena una disribución erarquizada incluyendo clienes y servidores. Los clienes son fuenes/solicianes mienras que los servidores son enruadores. Los clienes uilizan la aplicación de código abiero descargable de [68] para conecarse a la red. Para los servidores no exise sofware de código abiero siendo la opción más popular Lugdunum[48]. Cada cliene se coneca a un único servidor informándole en odo momeno de los archivos que es fuene y soliciane. Enonces cada servidor conoce a odos los clienes que iene conecados y los archivos que cada uno compare por ano puede responder de forma eficiene a consulas de conenidos de odos sus clienes. Exisen muchos servidores disponibles en Inerne su popularidad varía noablemene mienras que algunos ienen millones de usuarios oros solo unas pocas decenas. emule uiliza pueros TCP y opcionalmene UDP para su comunicación (los pueros habiuales de conrol perenecen al rango sin embargo puede uilizar pueros variables) dependiendo de las opciones de seguridad disponibles para los clienes esos ienen la capacidad de acepar conexiones de oros pares o solamene iniciarlas. Exisen res idenificadores en la red: File ID: es un hash del archivo uilizando MD4. Básicamene se divide al archivo en pares de 928Mb para cada pare se hace un hash y luego se combinan en el resulado. User ID: La idenificación de usuario es un número de 28 bis basado en una serie de números aleaorios creado al momeno de la insalación del programa. Clien ID: 32 bis que idenifican la sesión de un usuario. Asignado por el servidor exisen dos posibilidades: asignar un high ID o un low ID. Cuando un cliene iene la capacidad de acepar conexiones TCP por pare de sus pares Redes de Conenido - Capíulo 2 - Conexo Tecnológico: Redes de Conenido 45

56 enonces el servidor le asigna un high ID en oro caso le asigna un low ID. Las sesiones con high ID iene una siuación preferencial respeco a las low ID para la descarga de archivos. Un high ID se forma a parir de la dirección IP del cliene (si la IP=A.B.C.D enonces highid=a2 8 B 2 6 C 2 24 D) la asignación de un low ID parece ser arbiraria y siempre es un numero menor a Un cliene con low ID puede comunicarse solamene con clienes con high ID uilizando un sisema de callbac para iniciar conexiones. Cuando un cliene realiza una búsqueda ésa se envía al servidor al cual se encuenra conecado dicho servidor responde los archivos y clienes que conoce con esa descripción. El cliene puede realizar una consula global en la red consulando secuencialmene a los servidores conocidos de forma de obener más respuesas (con un coso alo en consumo de ancho de banda). Los servidores se inercomunican de forma coninua para conocer el esado de la red y manener la red conexa. Exise claramene una red de acceso formada por la conexión de los clienes a los servidores y una red dorsal formada por la comunicación enre servidores vea la Ilusración. Ilusración. Arquiecura de la red emule. En la acualidad la red presena un mecanismo complemenario para realizar las búsquedas y para descubrir las fuenes de un conenido: conocido como Overne o red Kad. En ese mecanismo los clienes emule y edoney además implemenan el algorimo Kademlia[53] uilizando un mecanismo de abla de hash disribuida asignando responsabilidad a cada cliene sobre un rango de archivos (ese algorimo elimina la necesidad de servidores en la red). Luego de recibir las fuenes de un conenido el cliene comienza con una comunicación direca con cada fuene en busca de la descarga de dicho archivo. Ese méodo es sumamene compleo incluye: Redes de Conenido - Capíulo 2 - Conexo Tecnológico: Redes de Conenido 46

57 credenciales para una segura idenificación de los pares un sisema de punaes para clasificar a los solicianes según su grado de paricipación en la red una políica de encolamieno por pare de la fuene para ener crierios usos de elección enre solicianes de un mismo archivo un sisema de crédios enre pares para agiliar el acuerdo en las descargas un sisema para la recuperación de descargas corrupas (acualmene dos opciones en uso: ICH-Inelligen Corrupion Handling y recienemene AICH). La descarga de los archivos se realiza de a pares (un archivo se divide en pares de 928Mb) cuando una fuene le permie a un soliciane descargar el archivo ese le debe soliciar que pares requiere (hasa 3 pares pueden ser soliciadas). Primero son descargadas las pares que no se encuenran muy disponibles en la red (de forma de asegurar la persisencia del archivo frene a desconexiones de las fuenes) y luego las pares úiles para visas previas (por eemplo con las primeras pares de un archivo de música puede escucharse un fragmeno de la canción). Ese rabao hace hincapié en el descubrimieno del conenido en las redes de conenido por ano no es necesario mayor conocimieno sobre los mecanismos compleos de descarga del conenido por mayor información sobre ese imporane aspeco del proocolo referirse a [68]. KaZaA [27] Oro eemplo de arquiecura de red de pares es KaZaA[27] esa red es obeo de esudio en capíulos siguienes. KaZaA Media Desop es una aplicación P2P para comparir archivos inroducida en 200. En sus comienzos capó los usuarios de Napser y Morpheus compariendo principalmene archivos de música MP3 (en la acualidad se uiliza ambién para archivos de gran amaño como videos o películas). De descarga grauia es una aplicación alamene popular a pesar de incluir en su insalación aplicaciones maliciosas (adwares spywares y malwares). El proocolo de red uilizado por KaZaA es conocido como FasTrac. Algunas oras aplicaciones uilizan esa red (K-Lie KaZaA Lie imesh Ligh Groser Lie Mammoh Groser imesh Morpheus MLDoney ec.) Shareman[27] la empresa creadora de KaZaA considera ilegales a algunas de esas aplicaciones. Arquiecura La arquiecura de FasTrac es la siguiene. Exisen dos ipos de nodos: los peers y los superpeers. Cada peer se coneca a aproximadamene res superpeers por redundancia informando de los archivos que desea comparir. La búsqueda de archivos y fuenes la realiza el cliene sobre los superpeers que iene direcamene conecados esos responden las respuesas conocidas y difunden la consula a oros superpeers de forma de obener más respuesas. La aplicación KaZaA puede funcionar en las dos modalidades: peer y superpeer no siendo necesario oro sofware para susenar la red. Según la disponibilidad de recursos de un peer ese puede converirse en superpeer de forma inadverida o manual. La aplicación funciona uilizando el puero TCP o UDP 24 aunque en las versiones más recienes pueden uilizar pueros aleaorios. Al igual que para la red emule exise una red de acceso formada por la conexión enre los peers y los superpeers y una red dorsal formada por la comunicación enre superpeers vea la Ilusración 2. La principal diferencia con la red emule es que la red Redes de Conenido - Capíulo 2 - Conexo Tecnológico: Redes de Conenido 47

58 dorsal iene una mayor carga de comunicación debido a que es la responsable de difundir las soliciudes a oda la red (en la red emule eso quedaba a cargo del cliene en la red de acceso) Ilusración 2. Arquiecura de la red KaZaA. Esa red ambién presena mecanismos compleos para la descarga de archivos luego de descubiera las fuenes. La descarga enre pares se hace uilizando proocolo HTTP las comunicaciones son encripadas la recuperación debido a descarga de pares corrupas se realiza uilizando el algorimo UUHash y presena un mecanismo para medir la paricipación de los pares disino al sisema de crédios uilizado por emule. KaZaA en el marco de las redes de conenido La red KaZaA presena agrupación sinácica y colocación insensible al conenido su disribución es erarquizada como se explicó aneriormene. Presena agrupación sinácica porque los idenificadores de conenido se basan en un hash del archivo y no en el significado del mismo. No exise colocación física del conenido porque la red presena auonomía oal en las fuenes (esas puede aloar el conenido que desee el iempo que lo deseen). 2.3 Sisema de Nombre de Dominios En esa sección se inroduce al funcionamieno y arquiecura de la red de conenido DNS (Domain Name Sysem)[57][58]. En capíulos poseriores se uiliza el sisema DNS como caso de esudio. Por mayor dealle sobre DNS puede consularse [5] y [45]. Redes de Conenido - Capíulo 2 - Conexo Tecnológico: Redes de Conenido 48

59 2.3. Inroducción El obeivo del sisema de nombres de dominios es raducir nombres en direcciones IPs (y viceversa). Esa necesidad surge simplemene del hecho que para las personas es más sencillo recordar nombres que números 8 : <-> Por esa razón el sisema de nombre de dominios acompaña el despliegue de la Inerne prácicamene desde sus orígenes (la mayoría de los servicios de Inerne uilizan el DNS: por eemplo HTTP TELNET FTP ec.). Hisoria Respeco a la Inerne: En los años 60 s surge la red ARPANET un proyeco del Deparameno de Defensa de E.E.U.U. pensado para meorar las comunicaciones enre los grupos de invesigación y desarrollo de las Universidades y cenros miliares. En los años 80 s el proocolo TCP/IP se conviere en el esándar de ARPANET además de crecer nooriamene el número de redes y máquinas conecadas en red. ARPANET se conviere en el bacbone de las redes locales y regionales basadas en TCP/IP comienza a llamarse a esa red: Inerne. En 988 ARPA decide acabar con el proyeco y la NSFNET reemplaza a la red ARPANET para converirse en la nueva red dorsal de Inerne. En 995 NSFNET es desplazada por bacbones comerciales: PSINe UUNET ec. Respeco al Sisema de Nombres de Dominios: En los años 60 s el sisema de nombres se encuenra basado en la disribución periódica de un archivo HOSTS.TXT (archivo esándar Unix que incluye la raslación enre direcciones IPs y nombres de dominios). La enidad encargada de manener ese archivo es el SRI-NIC de Sandford permiiendo soliciar cambios por correo elecrónico y la descarga de la úlima versión acualizada por FTP. Es de imaginarse que ese sisema no ofrece ninguna posibilidad de escalamieno: presena sobrecarga en el siio cenral para disribuir archivo maesro y colisiones e inconsisencias en la asignación de nombres de dominios. Paul Mocaperis se encarga de rediseñar compleamene el servicio de nombres de dominios. En 983 se crean las RFCs: Susiuidas en 987 por las acualmene vigenes Hasa la acualidad se han esandarizado muchos más aspecos sobre el sisema de nombres eemplos imporanes de algunas clarificaciones y exensiones son las RFCs 28 y Para resolver los problemas de sobrecarga inconsisencia y colisiones del sisema precario basado en el archivo HOSTS.TXT el acual Sisema de Nombres de Dominio (DNS por sus siglas en inglés - Domain Name Sysem) incluye: un sisema disribuido capaz de dividir la carga de las soliciudes. presena delegación de adminisración en subdominios de forma que no se permie colisiones enre asignación de dominios pueso que cada enidad adminisraiva se encarga de disinos nombres. es un sisema on-line de fácil acualización disminuyendo la inconsisencia enre disinas versiones del conenido. 8 Que sucedería si por razones de adminisración es necesario cambiar la dirección IP de un servicio? Redes de Conenido - Capíulo 2 - Conexo Tecnológico: Redes de Conenido 49

60 Como es un nombre de dominio? Es un conuno de eiqueas separadas y (opcionalmene) finalizadas por el delimiador puno.. Por eemplo: Según la RFC034 las eiqueas se encuenra formadas por caraceres: leras (ASCII) números y "-". Una eiquea debe comenzar siempre con una lera y cada eiquea puede llevar hasa 63 caraceres. El nombre de dominio en oal puede ener hasa 255. Y puede haber hasa 27 niveles 9. Algunos eemplos inválidos de dominios pueden ser: españa.es. -elguion.com. 3com.com com.uy Bases Concepuales Como se dio previamene el DNS es una base de daos disribuida de nombres de dominios. Todos los dominios posibles forman una esrucura erárquica en forma arborescene conocida como espacio de nombres. Ilusración 3. Esrucura erárquica del espacio de nombres. El espacio de nombres es un árbol inverido donde los nodos son eiqueas. A la raíz se llama roo y iene eiquea.. Un nombre de dominio se lee de abao para arriba en la Ilusración 3 Un dominio es un subárbol del espacio de nombres de dominios. En la Ilusración 4 oda la zona gris es el dominio fing.edu.uy. 9 Algunas exensiones al proocolo flexibilizan esas reglas acualmene. Redes de Conenido - Capíulo 2 - Conexo Tecnológico: Redes de Conenido 50

61 Ilusración 4. Dominio fing.edu.uy. Cada eiquea ocupa un deerminado nivel en el árbol:...ercer_nivel.segundo_nivel.primer_nivel. Por eemplo en la Ilusración 4: fing.edu.uy. uy dominio de primer nivel. edu.uy dominio de segundo nivel. fing.edu.uy dominio de ercer nivel. Se dice que fing es hio de.edu.uy. Se dice que.edu.uy. es padre de fing. En la Ilusración 5 se observa como disinos dominios son adminisrados por disinas insiuciones. Por eemplo ICANN[3] es el encargado del dominio roo mienras que el SeCIU[22] del dominio.edu.uy. y la Faculad de Ingeniería[7] del.fing.edu.uy. Cada enidad adminisraiva cuena con sus propios servidores de nombres aloando la porción de la base de daos que le corresponde. De esa forma cuando una nueva consula se realiza sobre el sisema cada enidad responde por sus propios dominios dividiendo de forma usa la carga de las consulas enre los servidores. También es una forma sencilla de impedir las colisiones pueso que dos insiuciones pueden asignar el mismo nombre a un hos (en el eemplo: flor) represenando disinos dominios (flor.fing.edu.uy y flor.fq.edu.uy). Redes de Conenido - Capíulo 2 - Conexo Tecnológico: Redes de Conenido 5

62 Ilusración 5. Implicancias de la esrucura erárquica. Espacio de nombres en Inerne El espacio de nombres en Inerne presena algunas resricciones además de las dichas hasa el momeno. Domino raíz: En sus comienzos el dominio raíz era adminisrado por Jon Posel[99] luego se asigno esa imporane responsabilidad a IANA[2] y acualmene es ICANN la enidad que se encarga de delegar a disinas insiuciones los 3 servidores que responden al dominio.. Los servidores raíz son idenificados por las leras: A B C D E F G H I J K L M (e. a.roo-servers.ne); y su ubicación es preponderanemene en E.E.U.U.: 8 en USA. en Toio. 4 disribuidos: en Europa. en USA y Europa. en Europa y Asia. en USA Europa Asia Oceanía África y América del Sur. Dominios de primer nivel: Los dominios de primer nivel son ambién llamados TLDs (siglas en inglés Top Level Domain). Exisen básicamene res ipos bien difundidos: cctld dominios de cada país (counry code TLD). Eemplos.uy.ar ec. Definidos según ISO366. Acualmene más de 240 dominios. gtld dominios de uso genérico (generic TLD):.com.edu.gov.in.mil.ne.org.biz.info.name.pro.aero.coop y.museum. arpa El subdominio más conocido es in-addr.arpa. uilizado para la resolución inversa de dominios. Redes de Conenido - Capíulo 2 - Conexo Tecnológico: Redes de Conenido 52

63 Dominios de segundo nivel: Los subdominios de los gtld son conocidos como planos pueso que oda eiquea de segundo nivel es permiida. En cambio los subdominio cctld presenan dos posibilidades según decisión de la enidad adminisradora de cada país: planos al igual que los subdominios del gtld. Eemplo.fr. replicando exclusivamene los posibles gtlds. Eemplo.uy. Es decir en Uruguay se permien los dominios.com.uy..edu.uy. ec. y no se permie por eemplo empresa.uy. La Ilusración 6 brinda una idea del espacio de nombres posibles en Inerne. Ilusración 6. Espacio de nombres en Inerne. Cómo se adminisra el árbol? La esrucura erárquica se adminisra delegando los subárboles. Delegar es asignar responsabilidades de adminisración de un subdominio a ora organización. Una organización es auoriaiva de un dominio si la organización de nivel superior se lo delegó. Quien adminisra un dominio es responsable por los subdominios (y a su vez puede delegarlos). La delegación deermina como se disribuyen los daos en la base de daos disribuida. Los servidores de nombres guardan la información de los dominios en zonas. Un domino se divide en zonas para posibiliar su adminisración independiene. Mienras que un dominio es odo el subárbol del espacio de nombres una zona es la pare de un dominio adminisrada por un solo organismo. Un servidor de nombres es auoriaivo solo para los dominios que se encuenran en las zonas que adminisra. Redes de Conenido - Capíulo 2 - Conexo Tecnológico: Redes de Conenido 53

64 Ilusración 7. Dominio vs. zona. El organismo SeCIU iene delegado un subdominio.com.uy. a ANTEL[2]. Enonces la zona.uy. de SeCIU manienen puneros de la delegación al servidor de ANTEL. Y el servidor de ANTEL maniene la zona del subdominio.com.uy. Lo mismo sucede con la delegación a FING. Arquiecura Los servidores que componen la esrucura erárquica se llaman servidores auoriaivos (debido a que responden auoriaivamene a alguna zona). Los daos asociados a un dominio se guardan en resource records (RRs) denro de cada zona. Exisen disinos ipos de RR para cada ipo de información que se desea guardar de un dominio. Los RRs más comunes son: SOA (Sar Of Auhoriy). NS (Name Server). A (Address). CNAME (Canonical Name). MX (Mail exchange). PTR (PoinTeR). En paricular los regisros A se encargan de dar la dirección IP de un dominio. Por eemplo: IN A Mienras que los regisros NS especifican una delegación de un subdominio:.uy. IN NS seciu.uy. Resolución de dominios Hasa ahora se describió que el DNS es una base de daos disribuida donde los nodos que la componen se llaman servidores auoriaivos y cada uno guarda Redes de Conenido - Capíulo 2 - Conexo Tecnológico: Redes de Conenido 54

65 solamene la información que adminisra en unidades llamadas regisros. Pero como se accede de forma consolidada a esa base de daos disribuida? El proceso de buscar una raslación de nombre de dominio a dirección IP se la conoce como resolución de nombre. Cada servidor auoriaivo se encuenra obligado a responder a las consulas por la zona que adminisra. Si se le preguna por un subdominio adminisrado por ora enidad enonces debe responder qué servidor auoriaivo responde por al subdominio. De esa forma odo dominio puede ser resuelo si se comienza a consular desde los servidores raíz. Esos servidores dirán a quién ienen delegado cada subdominio siendo necesario luego realizar una consula al servidor del subdominio y así sucesivamene hasa alcanzar la respuesa deseada. Por eemplo en la Ilusración 7 una consula para conocer la dirección IP del dominio requiere de los siguienes pasos:. consular a algún servidor raíz por el dominio El servidor responde que no conoce la respuesa y que se le debe consular al adminisrador de la zona.uy. 2. se consula al servidor auoriaivo de Seciu por el dominio El servidor responde que no conoce la respuesa y que se le debe consular al adminisrador de la zona fing.edu.uy. 3. Se consula al servidor auoriaivo de Fing por el dominio Como ese servidor adminisra el dominio puede responder compleamene la dirección IP deseada: Por ano oda consula por un dominio de nivel n requiere aproximadamene n consulas 0 en la esrucura erárquica comenzando desde la raíz y recorriendo en profundidad hasa alcanzar el dominio buscado. Se coninúa la explicación de la resolución de nombres más adelane. La red La red del sisema de nombres de dominios se compone básicamene de res ipos de nodos: resolvers. servidores recursivos. servidores auoriaivos. Los nodos solicianes son odas los hoss conecados a Inerne que uilizan algún servicio radicional de comunicación como ser el Web ec. Esos nodos requieren rasladar los nombres de dominio a direcciones IPs anes de uilizar dichos servicios. Para que no sea necesario que odas las aplicaciones cuenen con su propio cliene que consule el sisema de DNS una pare del sisema operaivo llamada resolver se encarga de realizar esa area para odas las aplicaciones del cliene. El resolver solo conoce una lisa de servidores recursivos (comúnmene solo 2). Cuando a un cliene le surge la necesidad de resolver un dominio el resolver realiza una consula recursiva a uno de sus servidores recursivos preconfigurados. Los servidores recursivos se encargan de realizar la búsqueda en profundidad en el árbol de servidores auoriaivos y devolver la respuesa al resolver. 0 Exacamene es una consula a cada enidad auoriaiva de la recorrida en profundidad del árbol. En el caso de a pesar de ser un dominio de nivel 5 solo son necesarias 3 consulas porque los dominios.uy y.edu.uy son adminisrados por el SeCIU y los dominios fing.edu.uy y por Fing. Redes de Conenido - Capíulo 2 - Conexo Tecnológico: Redes de Conenido 55

66 La uilización de servidores recursivos aísla al resolver de la compleidad del sisema DNS presenándole la información de forma consolidada al cliene final. El proceso de búsqueda en la erarquía arborescene es relaivamene cososo en recursos de comunicación. Exisen écnicas para disminuir dicho coso en los servidores recursivos. Considerando que un servidor recursivo responde a muchos resolvers es lógico pensar en reuilizar consulas realizadas aneriormene por ano los servidores recursivos para enregar las respuesas a las consulas que reciben se basan en la información que poseen o en la que aprenden en el proceso de búsqueda de la respuesa. La que aprenden la almacenan durane ciero iempo y se conoce como cache. La Ilusración 8 muesra los mensaes ransiados en el sisema DNS para resolver el dominio Cuando el servidor recursivo conoce la respuesa a una consula (debido a que una consula previa aloó en el cache la respuesa) la comunicación se simplifica susancialmene (ver Ilusración 9). Ilusración 8. Fluo en las consulas de DNS. Ilusración 9. Fluo en una consula en cache. En esa sección se preendió hacer una inroducción al funcionamieno del sisema DNS debido a que es uilizado en lo que resa del rabao como caso de esudio a coninuación se le enmarcar denro del esudio de redes de conenido. Redes de Conenido - Capíulo 2 - Conexo Tecnológico: Redes de Conenido 56

67 2.3.3 El DNS en el Marco de las Redes de Conenido A los efecos del modelo presenado el sisema de DNS es una red de conenido donde el conenido es simplemene la correspondencia enre los nombres de dominio y las IPs es decir los regisros del ipo A. El DNS es una red semánica sensible con disribución erarquizada. Exise una agrupación semánica del conenido debido a que los dominios son agrupados según la propia erarquía de los nombres de dominio. Cada nombre debe ser colocado en el servidor auoriaivo que iene asignado ese dominio en la esrucura arborescene por ano exise colocación física de conenido sensible a la semánica del dominio. Su disribución es erarquizada por dos razones: en primer lugar los servidores auoriaivos forman una esrucura erárquica repariéndose rabao y responsabilidades. En segundo lugar la red claramene iene una pare de acceso y ora dorsal; la red de acceso es la comunicación enre resolvers y servidores recursivos (comunicación simple y eficiene) mienras que la red dorsal es la esrucura arborescene formada por los servidores auoriaivos. En la nomenclaura de redes de conenido los resolvers son solicianes los servidores recursivos son enruadores y los servidores auoriaivos son fuenes y enruadores simuláneamene. Lógicamene es posible combinar esas funcionalidades en un único hos por eemplo es común ener servidores recursivos que a su vez sean auoriaivos. La Ilusración 0 muesra la disribución erarquizada del sisema DNS. Ilusración 0. Disribución Jerarquizada del DNS. Eso elimina el problema de modelar los disinos ipos de regisro y no se pierde generalidad como se verá más adelane. Redes de Conenido - Capíulo 2 - Conexo Tecnológico: Redes de Conenido 57

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