Если вы регулярно пользуетесь Интернетом, скорее всего вы слышали о терминах одноранговая сеть, децентрализованная сеть, или пиринговая сеть, peer-to-peer или ее аббревиатура - P2P сеть. Все эти термины обозначают одно и то же. Если вы хотите знать, что такое peer-to-peer, и для чего он используется, вы должны прочитать эту статью.

Что такое P2P или одноранговая сеть?

Peer-to-peer, или сокращенно P2P сеть, - это вид компьютерных сетей, использующих распределенную архитектуру. Это означает, что все компьютеры или устройства, входящие в нее, используют рабочие нагрузки в сети совместно. Компьютеры или устройства, которые являются частью пиринговой сети, называются пирами. Каждый узел одноранговой сети, или пир, равен другим пирам. Привилегированных участников нет, как и нет центрального административного устройства. Таким образом, сеть децентрализованная.

В некотором роде, одноранговые сети - это социалистические сети в цифровом мире. Каждый участник равен другим, и каждый имеет те же права и обязанности, что и другие. Пиры одновременно являются и клиентами, и серверами.

Кроме того, каждый ресурс, доступный в пиринговой сети, является общим для всех узлов без участия центрального сервера. Общими ресурсами в сети P2P могут быть:

• Процессорные мощности
• Дисковое пространство
• Пропускная способность сети

Что делают сети P2P (peer-to-peer)?

Основная цель одноранговых сетей заключается в совместном использовании ресурсов и совместной работе компьютеров и устройств, предоставлении конкретной услуги или выполнении конкретной задачи. Как упоминалось ранее, децентрализованная сеть используется для совместного использования всех видов вычислительных ресурсов, таких как вычислительная мощность, пропускная способность сети или дисковое пространство. Однако наиболее распространенным вариантом использования пиринговых сетей является обмен файлами в Интернете. Одноранговые сети идеально подходят для обмена файлами, поскольку они позволяют подключенным к ним компьютерам получать и отправлять файлы одновременно.

Рассмотрим ситуацию: вы открываете свой веб-браузер и посещаете веб-сайт, где вы загружаете файл. В этом случае сайт работает как сервер, а ваш компьютер действует как клиент, который получает файл. Вы можете сравнить это с дорогой с односторонним движением: загружаемый файл - это автомобиль, который идет от точки A (веб-сайт) до точки B (ваш компьютер).

Если вы загружаете один и тот же файл через одноранговую сеть, используя сайт BitTorrent в качестве отправной точки, загрузка выполняется по-разному. Файл загружается на ваш компьютер по частям, которые поступают со многих других компьютеров, у которых уже есть этот файл, в P2P сеть. В то же время файл также отправляется (загружается) с вашего компьютера другим лицам, которые его запрашивают. Эта ситуация похожа на двухстороннюю дорогу: файл похож на несколько небольших автомобилей, которые приходят на ваш компьютер, но также отправляются к другим пользователям, когда они его запрашивают.

Почему одноранговые сети полезны?

Сети P2P имеют несколько особенностей, которые делают их полезными:

• Их трудно «уронить», т. е. Вывести из рабочего состояния. Даже если вы отключите одного пира, другие продолжают работать и взаимодействовать. Чтобы сеть перестала работать, вы должны закрыть все пиры.
• Пиринговые сети чрезвычайно масштабируемы. Новые пиры легко добавляются, так как вам не нужно изменять конфигурацию на центральном сервере.
• Когда дело доходит до обмена файлами, то чем больше одноранговая сеть, тем быстрее это происходит. Наличие одного и того же файла, хранящегося на многих одноранговых узлах в децентрализованной сети, означает, что когда кому-то нужно его скачать, файл загружается из многих мест одновременно.

Зачем нужны пиринговые сети? Легальное использование P2P сетей

Одноранговые сети нужны для подключения компьютеров и устройств в единую сеть без необходимости настройки сервера. При создании сервера его осень дорого и сложно обслуживать, и люди используют более дешевые альтернативы, такие как P2P. Вот несколько распространенных примеров использования сетей P2P:

• Когда вы в своем доме подключаете устройство на Windows к домашней группе компьютеров, вы создаете между ними одноранговую сеть. Homegroup - небольшая группа компьютеров, которые связаны между собой для совместного использования дискового пространства и принтеров. Это одно из самых распространенных применений для одноранговой технологии. Некоторые люди могут сказать, что домашние группы не могут быть одноранговыми, поскольку компьютеры в сети подключены к маршрутизатору. Однако имейте в виду, что маршрутизатор никак не связан именно с управлением сети. Маршрутизатор не работает как сервер, а просто как интерфейс или связующее звено между локальной сетью и Интернетом.
• Когда вы создаете сеть между двумя компьютерами, вы создаете пиринговую сеть.
• Совместное использование больших файлов в интернете часто выполняется с использованием сетевой архитектуры P2P. Например, некоторые онлайн-игровые платформы используют P2P сеть для загрузки игр между пользователями. Blizzard Entertainment распространяет Diablo III, StarCraft II и World of Warcraft с использованием P2P. Другой крупный издатель, Wargaming, делает то же самое со своими играми World of Tanks, World of Warships и World of Warplanes. Другие же, такие как Steam или GOG, предпочитают не использовать P2P, а поддерживать выделенные серверы по всему миру.
• Обновления Windows 10 поставляются как с серверов Microsoft, так и через сеть P2P.
• Многие операционные системы Linux распространяются через BitTorrent, которые используют одноранговые сети. Такими примерами являются Ubuntu, Linux Mint и Manjaro.
• И наконец, технология блокчейн использует одноранговые децентрализованные сети для записи информации в распределенном реестре на всех компьютерах сети одновременно. (Более подробно читайте в статьях «Что такое блокчейн простыми словами? » и «Что такое распределенный реестр? »)

Пиринговые сети - самый дешевый способ распространения контента, потому что они используют пропускную способность одноранговых узлов, а не пропускную способность создателя контента.

История сетей P2P

Предшественником одноранговых сетей является USENET, который был разработан в 1979 году. Это была система, которая позволяла пользователям читать и публиковать сообщения / новости. Это была сеть, подобная современным онлайн-форумам, но с той разницей, что USENET не полагался на центральный сервер или администратора. USENET копировал одно и то же сообщение / новость на все серверы, найденные в сети. Аналогично, децентрализованные сети распространяют и используют все доступные им ресурсы.

Следующей большой вехой в истории одноранговых сетей был 1999 год, когда появился Napster. Napster был файлообменным программным обеспечением, которое люди использовали для распространения и загрузки музыки. Музыка, распространяемая с помощью Napster, обычно защищалась авторским правом и, таким образом, ее распространение было незаконным. Однако это не помешало людям использовать его.

Хотя Napster был тем, кто вывел P2P в мейнстрим, проект в конечном итоге потерпел неудачу и был закрыт властями по причине незаконного распространения контента.

Можно также с уверенностью сказать, что новой ступенью в развитии пиринговых сетей стало становление блокчейн индустрии в 2008 году вместе с появлением Биткоина . Использование одноранговых децентрализованных сетей - одно из трех основных составляющих технологии блокчейн, наряду с общим реестром записей и механизмом консенсуса.

В настоящее время P2P остается одной из самых популярных технологий для обмена файлами через Интернет, использующаяся как законно, так и незаконно.

Незаконное использование одноранговых сетей

P2P - спорная технология, потому что она широко используется для пиратства. Из-за преимуществ этой технологии существует множество веб-сайтов в Интернете, которые предлагают доступ к защищенному авторским правом контенту, например, кино, музыке, программному обеспечению или играм, через сети P2P. Хотя сама технология не является незаконной и имеет множество легальных вариантов применения, которые не связаны с пиратством, то, как некоторые люди используют P2P, является незаконным.

Поэтому, при использовании пиринговой сети убедитесь, что вы не занимаетесь пиратством или другими вариантами использования, которые наказываются по закону.

В одноранговой сети каждый компьютер может соединиться с любым другим компьютером, к которому он подключен (рис. 2). Фактически каждый компьютер может работать и как клиент, и как сервер; если компьютер предоставляет доступ к принтерам, папкам, дискам и прочим ресурсам другим компьютерам, то в одноранговой сети он является сервером. Именно поэтому в контексте одноранговых сетей упоминаются серверные и клиентские процессы. К такой сети может подключаться от двух компьютеров до нескольких сотен. Хотя не существует теоретического ограничения количества систем, формирующих одноранговую сеть, в сетях, охватывающих более 10 компьютеров, существенно снижается производительность и возникают проблемы безопасности данных.

Кроме того, согласно рекомендации Microsoft, одноранговая сеть ограничена 10 компьютерами, работающими под управлением ОСWindows 2000 Professional или XP Professional и разделяющими ресурсы с другими системами. Следовательно, для формирования сети более чем с 10 компьютерами рекомендуется применять концепцию клиент/сервер.

Одноранговая сеть устанавливается, как правило, в небольших офисах или отделах больших организаций. Преимуществом сети этого типа является то, что нет необходимости назначать какой-нибудь из компьютеров файл-сервером. Большинство одноранговых сетей позволяют разделять любое устройство, подключенное к любому компьютеру сети.

Ðèñ. 2. Логическая архитектура типичной одноранговой сети

К недостаткам можно отнести низкую безопасность передаваемой информации и слабый контроль за сетью, в то время как сеть клиент/сервер позволяет осуществлять централизированное администрирование.

Сравнение одноранговой сети и сети клиент/сервер

В сети клиент/сервер обеспечивается надлежащий уровень безопасности, более высокая производительность, резервное копирование данных и возможность использования дополнительных источников питания, а также дисковых массивов RAID. Однако стоимость создания и поддержки сети достаточно высока. В табл. 1 приведены сравнительные характеристики одноранговой сети и сети клиент/сервер.

Таблица 1. Сравнение одноранговой сети и сети клиент/сервер

 Windows 9õ /Me и Windows NT/2000/XP встроена поддержка одноранговой сети  необходимо лишь подключить кабель к сетевому адаптеру, установить несколько параметров и разрешить совместное использование ресурсов. Поскольку начиная с Windows 95 во всех операционных системах Microsoft используется технология Pulg and Play, установка сетевой интерфейсной платы не составляет особого труда. После этого остается лишь подобрать нужный кабель и смело формировать одноранговую сеть.

Организации сети, существует также одноранговая модель. Структура одноранговой сети (также называют пиринговая сеть, децентрализованная сеть, сеть точка-к-точке, сеть узел-к-узлу и т.п.) включает две различные формы: одноранговая сеть и пиринговые приложения (P2P). Обе формы имеют сходные особенности, но на практике работают совершенно по-разному.

Одноранговые Сети

В одноранговой сети два или более компьютера соединены через сеть и могут обмениваться ресурсами (такими как принтеры и файлы), не имея выделенного сервера . Каждое подключенное конечное устройство (известное как узел) может функционировать либо как сервер, либо как клиент. Один компьютер может играть роль сервера для одной транзакции, и в то же время, быть клиентом для другой. Роли клиента и сервера устанавливаются на основе запроса.

Простая домашняя сеть с двумя соединенными компьютерами, использующими общий принтер, является примером одноранговой сети. Каждый может настроить свой компьютер для обмена файлами, возможности играть в сетевые игры и для совместного (общего или разделяемого) подключения к Интернету. Другой пример одноранговой сети - это два компьютера, подключенные к крупной сети, которые используют приложения для обмена ресурсами друг с другом.

В отличие от клиент-серверной модели, которая использует выделенные серверы, одноранговые сети децентрализуют ресурсы в сети. Вместо хранения информации на выделенных серверах, данные могут располагаться где угодно (на любом из подключенных устройств). Большинство современных операционных систем поддерживают обмен файлами и принтерами без необходимости установки дополнительного серверного программного обеспечения. Поскольку одноранговые сети обычно не ипользуют централизованные пользовательские аккаунты, разрешения, или регистраторы, довольно сложно обеспечить безопасность и политики доступа в сетях, содержащих значительное количество компьютеров. Пользовательские аккаунты и права доступа должны быть установлены индивидуально на каждом устройстве.

Одноранговые (Пиринговые) Приложения

Одноранговое приложение (P2P) , в отличие от одноранговой сети, позволяет устройству выступать в роли как клиента, так и сервера в пределах одной и той же коммуникации. В этой модели, каждый клиент является сервером, а каждый сервер - клиентом. Оба могут инициировать коммуникацию и считаются равными в процессе коммуникации. Однако, одноранговые приложения требуют, чтобы каждое конечное устройство предоставляло пользовательский интерфейс и запускало фоновую службу. Когда Вы запускаете специфическое одноранговое приложение, оно вызывает требуемый интерфейс пользователя и фоновые службы. После этого устройства могут осуществлять коммуникацию напрямую.

Некоторые P2P приложения используют гибридную систему, где разделяемый ресурс децентрализован, но индексы, которые указвают на расположения ресурсов, хранятся в централизованной директории. В гибридной системе каждый узел обращается к индексному серверу, чтобы получить местоположение ресурса, хранимого на другом узле. Индексный сервер может также играть роль при соединении двух узлов, но как только подключение произойдет, коммуникация между двумя узлами будет происходить без использования дополнительной информации с сервера индексов.

Одноранговые приложения могут использоваться в одноранговых сетях, клиент-серверных сетях и через Интернет.

Система CrocoTime спроектирована для работы в многоранговых сетях. Однако программа работает и с одноранговыми локальными сетями. Клиенты часто обращаются к нам за помощью в настройке внутренней сети предприятия, поэтому мы написали подробную инструкцию.

В одноранговой сети все компьютеры имеют одинаковые права. Каждый компьютер может работать как клиент и как сервер. Практически всегда одноранговая сеть представлена одной рабочей группой. Такая сеть целесообразна, если количество сотрудников не превышает 20 человек и безопасность данных не так критична. Большинство организаций малого бизнеса используют именно такой тип локальной сети.

Важно помнить, что все действия должны выполняться от имени учетной записи администратора компьютера. В противном случае, возможны проблемы в настройке локальной сети.

1. Настройка рабочей группы

При настройке локальной сети прежде всего необходимо убедиться, что все компьютеры в ней объединены в одну рабочую группу. Чтобы определить, в какой рабочей группе находится компьютер, необходимо нажать кнопку “Пуск” -> “Компьютер” и выбрать команду “Свойства” правой кнопкой мыши во всплывающем меню.

Открылось окно “Система”. В правом нижнем углу окна выбрать “Изменить параметры”, в открывшемся окне “Свойства системы” проверить имя рабочей группы. По умолчанию рабочая группа в Windows называется WORKGROUP, вы можете придумать собственное название или использовать уже имеющееся, если оно есть у вашей рабочей группы. Поменять название можно, нажав кнопку “Изменить”.

Важно записать имя компьютера латинскими буквами во избежание проблем с доступом к сетевым ресурсам. Имя компьютера можно изменить в этом же окне. После произведенных изменений нажмите кнопки “Применить” и “ОК”. Windows предложит перезагрузить компьютер. Выполните перезагрузку и следуйте дальнейшей инструкции.

2. Настройка сетевых адаптеров

На данном этапе необходимо убедиться, что компьютеры рабочей группы имеют один диапазон IP адресов, одинаковую маску подсети и основной шлюз (если имеется маршрутизатор, раздающий группе интернет). Например, если в вашей сети 20 компьютеров, то, соответственно, каждому компьютеру должен быть присвоен IP адрес такого вида: 192.168.1.1 для первого компьютера, 192.168.1.2 для второго компьютера. Для двадцатого компьютера, соответственно, адрес будет: 192.168.1.20

Маска подсети для всех компьютеров организации будет одинакова, например, 255.255.255.0.

Основным шлюзом будет являться IP адрес вашего маршрутизатора, например, 192.168.1.100.

У вас может быть включен DHCP – сетевой протокол, позволяющий компьютерам автоматически получать IP-адрес и другие параметры, необходимые для работы в сети. Если DHCP включен, то при настройке программы учета рабочего времени, необходимо вместо его IP адреса компьютера, на котором установлен сервер CrocoTime, прописать имя компьютера. Если DHCP выключен, можно прописать IP адреса.

Чтобы узнать включен ли DHCP нужно в свойствах адаптера сети (Панель управления -> Сеть и Интернет -> Центр управления сетями и общим доступом -> Изменение параметров адаптера -> Подключение локальной сети -> нажать кнопку “Сведения”).

3. Настройка учетных записей пользователей

Перед настройкой учетных записей, необходимо в Windows открыть Центр управления сетями и общим доступом и изменить параметры общего доступа, включив его. Как это сделать описано в этой статье . Необходимо выполнить это действие на каждом компьютере вашей сети.

Настройку учетных записей операционных систем Windows 7, 8 Professional и выше, лучше всего выполнять через консоль “Управление”. Чтобы открыть консоль, правой кнопкой мыши нажмите на приложении “Компьютер” и выбрать команду “Управление” во всплывающем меню, откроется консоль “Управление компьютером”. В дереве консоли разверните список “Служебные программы”, затем список “Локальные пользователи и группы”. Если списка “Локальные пользователи и группы” нет, вероятнее всего вы вошли в систему под учетной записью обычного пользователя, либо учетная запись администратора отключена. Включите учетную запись администратора, выполните под ней вход в систему. Снова откройте папку “Локальные пользователи и группы”, и создайте или переименуйте необходимые вам учетные записи, кликнув по ним правой кнопкой мыши и выбрав команду «Переименовать».

В операционных системах Windows 7, 8 ниже Professional, учетная запись с правами администратора настраивается через консоль «Учетные записи пользователей», которая вызывается через командную строку, с помощью команды netplwiz. Нажмите кнопку «Добавить», откроется мастер создания учетной записи. Укажите имя учетной записи, например «admin», отображаемое (или полное имя), и пароль. Также сделайте учетную запись членом группы «Администратор».

При помощи учетной записи администратора убедитесь, что каждый из ваших компьютеров имеет доступ к общим сетевым ресурсам. Для этого откройте любую папку и в адресной строке введите адрес в виде \\имя_этого_компьютера\admin$. Например: \\COMP1\admin$. Если папка с файлами открывается, значит доступ получен и компьютеры внутри сети смогут обмениваться данными с полным доступом к любым ресурсам. Если система просит подтвердить доступ, введите данные учетной записи Администратор в поле и нажмите “ОК”.

Теперь, при необходимости, можно задать права доступа для учетных записей пользователей компьютеров. Снова перейдите в консоль “Локальные пользователи и группы”, (либо в консоль Учетные записи пользователей) откройте свойства нужной вам учетной записи и перейдите на вкладку “Членство в группах”. Нажмите кнопку добавить и выберите группы с полными, либо ограниченными правами доступа (эти права можно настроить для каждого объекта, к которому будет предоставлен доступ по сети). Необходимо помнить, что для удобства администрирования (доступ учетной записи к компьютерам сети), эта учетная запись должна присутствовать на каждом компьютере, и на каждом компьютере для нее должны быть настроены права доступа для конкретных объектов (документов, папок и принтеров).

Одноранговая сеть

Такая сеть обеспечивает базовые соединения между компьютерами, но в ней нет центральной машины, выполняющей функцию сервера. Не обеспечиваются также многие из средств защиты, характерных для централизованной сети клиент/сервер.

Если у вас небольшое число пользователей и защита не имеет особого значения, обратите внимание на одноранговую сеть, показанную на рис. 1. Большинство операционных систем, включая Windows for Workgroups, Windows 95, Macintosh, OS/2 Warp и Novell DOS, имеет встроенные одноранговые сетевые средства, и для создания такой сети не обязательно покупать дополнительное программное обеспечение.

Рис. 1.

Преимущества одноранговых сетей

Одноранговые сети имеют целый ряд преимуществ и особенно подходят для небольших организаций, которые не могут позволить себе больших расходов на дорогое серверное оборудование и программное обеспечение. Такие сети:

не влекут дополнительных расходов на серверы или необходимое программное обеспечение;

просты в инсталляции;

не требуют специальной должности администратора сети;

позволяют пользователям управлять разделением ресурсов;

при работе не вынуждают полагаться на функционирование других компьютеров;

6) хорошо работают, если в сеть объединено от 2 до 10 пользователей;

7) стоимость создания небольших сетей достаточно низка.

Одноранговые сети хорошо подходят для:

совместной работы с файлами;

разделения принтеров, приводов CD-ROM, сканеров и т. п.;

электронной почты.

Недостатки одноранговых сетей

Дополнительная нагрузка на компьютеры из-за совместного использования ресурсов,

Неспособность одноранговых узлов обслуживать, подобно серверам, столь же большое число соединений.

Отсутствие централизованной организации, что затрудняет поиск данных.

Нет центрального места хранения файлов, что усложняет

их архивирование.

Необходимость администрирования пользователями собственных компьютеров.

Слабая, ненадежная и неудобная система защиты.

Сеть с одним сервером (от 10 до 50 пользователей)

Если в организации насчитывается менее 50 сотрудников, работающих в сети, ее сможет обслуживать один сервер. Это позволит централизовать ряд служб и поддерживать во всей сети сильную защиту. Для работы односерверной сети необходимо приобрести сетевую операционную систему (ОС), например Windows NT, NetWare или OS/2 Warp Server (это программное обеспечение функционирует на сервере и превращает его в «обслуживающий узел» сети). Таким образом, именно ОС отличает сервер от клиента в сети.

Преимущества серверных сетей

Сильная централизованная защита.

Центральное хранилище файлов, благодаря чему все пользователи могут работать с одним набором данных, а резервное копирование важной информации значительно упрощается.

Возможность совместного использования серверами доступного аппаратного и программного обеспечения снижает общие затраты.

Способность совместного использования дорогого оборудования, например, лазерных принтеров, сканеров, графопостроителей и т. п.

Оптимизированные выделенные серверы функционируют в режиме разделения ресурсов быстрее, чем одноранговые узлы.

Менее назойливая система защиты -- доступ к разделяемым ресурсам всей сети обеспечивается по одному паролю.

Освобождение пользователей от задачи управления разделяемыми ресурсами.

Простая управляемость при большом числе пользователей.

Централизованная организация, предотвращающая потерю данных на компьютерах.

Недостатки серверных сетей

Серверным сетям присущи и некоторые недостатки, которые, в основном, относятся к стоимости серверного оборудования:

1. дорогое специализированное аппаратное обеспечение;

2. дорогостоящие серверные ОС и клиентские лицензии;

3. как правило, требуется высокооплачиваемый специалист -- администратор сети.

Односерверные сети не очень подходят для:

обслуживания приложений;

организаций с распределенной структурой;

крупных организаций;

сетей масштабом более 50 пользователей.