Les réseaux de pair à pair  

4. Troisième problème : optimiser les protocoles

Le protocole d'un réseau englobe toutes les règles organisant les échanges de messages entre pairs. Toutes les activités sont ainsi encadrées : recherche des adresses IP, gestion et contrôle des fragments de fichiers échangés, etc.

Mais la mise en place de ces protocoles génère un trafic d'informations très abondant sur le réseau pair à pair : ainsi, dans le réseau Gnutella (version 0.4), le volume des données liées au protocole était aussi important que celui des fichiers échangés. À l'origine, le protocole HTTP (qui permet la navigation sur internet) a été optimisé. Le trafic lié à ce protocole ne représente que quelques pour cent du trafic des données. À l'heure actuelle, les protocoles pair à pair, eux, sont loin d'être optimisés. L'optimisation de ces protocoles est donc un thème crucial de recherche qui permettrait d'améliorer de façon considérable le fonctionnement global du réseau.

Réseau Overnet : les tables de hachage distribuées pour optimiser les protocoles

Le réseau Overnet est un réseau précurseur en matière d'optimisation.

Pour trouver un fichier dans un réseau pair à pair classique, on propage la requête de pair en pair, en interrogeant tous les ordinateurs connectés jusqu'à ce qu'on trouve un ordinateur qui le détient.

Pour optimiser les échanges, Overnet utilise un algorithme qui s'appuie sur une table de hachage distribuée : « Kademlia » .

Le principe des tables de hachage consiste à utiliser une fonction de hachage pour faire correspondre à chaque nom de fichier son empreinte, une sorte de « résumé crypté » du fichier, sous forme d'une chaîne de bits (une succession de 0 et de 1) de longueur fixée (souvent 128 ou 160 bits). Ce nombre devient l'« identifiant » du fichier. Les nœuds en charge d'une empreinte sont ceux dont l'identifiant en est très proche.

L'approche classique de recherche par diffusion consiste à propager la requête dans tout le réseau, ce qui engendre un trafic proportionnel au nombre de nœuds (ou de super-nœuds pour les réseaux hiérarchiques). Dans l'approche par tables de hachage distribuées, grâce à la structuration des connaissances, on peut trouver les nœuds en charge de l'empreinte en routant de proche en proche en un nombre d'étapes qui est logarithmique par rapport au nombre de nœuds. La recherche est donc beaucoup plus efficace : typiquement, une dizaine d'échanges de messages au lieu de quelques centaines voire quelques milliers si la donnée cherchée n'est pas répliquée.

Pour signifier le partage d'un fichier, son possesseur doit contacter le nœud en charge de l'empreinte du fichier pour lui indiquer son adresse IP. Un pair qui recherche le fichier n'aura qu'à contacter ce même nœud pour retrouver l'adresse IP du pair (ou des pairs) le partageant.

Le logiciel BitTorrent

Le logiciel BitTorrent, quant à lui, est un autre système d'échange de fichiers. Il se concentre sur le téléchargement d'un fichier donné. L'indexation des fichiers est prise en charge par un autre protocole. Il reprend le principe du téléchargement multiple, mais il permet également de développer la coopération en utilisant le principe d' « un prêté pour un rendu » : pour cela, un algorithme d'incitation à la coopération inspiré de la théorie des jeux est utilisé. Chaque pair BitTorrent, en tant que serveur, donne en priorité aux clients qui lui ont récemment envoyé des morceaux du fichier. Ainsi un pair, en tant que client, a intérêt à donner ce qu'il possède pour recevoir le plus souvent possible des morceaux de fichier.

Téléchargement avec BitTorrent.

À l'instar du réseau eDonkey, BitTorrent utilise la capacité d'« upload » des ordinateurs connectés pour redistribuer le fichier et ainsi désengorger le serveur. Des fichiers de taille importante peuvent donc être distribués par de petits serveurs.

Le logiciel BitTorrent est notamment utilisé pour distribuer certaines versions de Linux. Certaines sociétés éditrices de jeux l'utilisent également pour la diffusion de leurs logiciels et de leurs versions d'essai.