SEMINARIO Funzionamento
di Emule
P2P di Emule
Storia - eMule oggi Utenti di eMule
Code e sistema dei crediti File
Le reti di eMule Kad
eD2k
Scambio Fonti Le porte
ID
Funzione Web – Server Interfaccia Grafica
PERCORSO
Un po di storia…
• eMule è un progetto nato nel 2002, portato avanti da un epuipe di programmatori con a capo un tedesco noto come “Merkur”.
• l nome "eMule" proviene da un animale chiamato Mulo (Mule) che è simile all'asino (Donkey)
• Nasce come il successore di
Edonkey
Cos’è Emule oggi?
• È uno dei client di file sharing utile al peer to peer più avanzati e affidabili.
• È un software open-source esistono diverse versioni.
• Ogni giorno è utilizzato in media
da 3 milioni di utenti e sono
condivisi circa 500 milioni di file.
UTENTI DI EMULE
IDENTIFICAZIONE
Ogni utente di eMule viene identificato una volta e per sempre da un proprio USERHASH di 16 bytes salvato nel file preferences.dat.
L’userhash serve per il sistema dei crediti
nelle code
IL SISTEMA DI CODA
La coda in eMule si basa sul tempo di attesa trascorso da un utente in coda.
MECCANISMO DEI CREDITI
Fornisce un modificatore importante per questo tempo di attesa, questo avviene tenendo conto del download e dell'upload avvenuto tra i due client in considerazione.
Più un utente invia dati a un client e più velocemente avanzerà quando sarà in coda da quello specifico client.
I modificatori vengono calcolati in base alla quantità di dati trasferiti tra i due client.
Viene usato per retribuire gli utenti che contribuiscono in rete, per esempio effettuando upload verso altri client.
Code e sistema dei crediti
REGOLA GENERALE: più condividi più scarichi.
1. Tutti i client che scaricano da te vengono ricompensati dal meccanismo dei crediti.
2. Client privi del supporto per i crediti non ti forniranno nessun credito quando tu effettui degli upload verso di loro.
3. I crediti NON sono globali. Sono scambiati esclusivamente tra coppie di client.
4. I crediti sono memorizzati nel file clients.met.
5. I crediti di tua proprietà sono salvati dal client che ti concede il credito. Questo previene manomissioni ai crediti.
6. I tuoi crediti non sono visualizzabili.
Code e sistema dei crediti
REGOLE E CARATTERISTICHE
Ci sono due diversi modificatori di credito che vengono calcolati:
Modificatore1 = Totale Uppato x 2 / Totale Scaricato Modificatore2 = Totale Uppato + 2
Dal confronto dei due valori, viene mantenuto il minore dei due e viene usato come modificatore.
Altre condizioni esistenti:
- Totale Uppato < 1 MB Modificatore = 1 - Totale Scaticato = 0 Modificatore = 10
Code e sistema dei crediti
CALCOLO DEI MODIFICATORI
Code e sistema dei crediti
FILE
IDENTIFICAZIONE
eMule identifica i file nel network in modo univoco tramite un FILEHASH che il client stesso assegna al file non appena viene messo in condivisione.
Il FILEHASH non identifica il nome del file
bensì la sua dimensione ed il suo contenuto
FILE
STRUTTURA
Ogni file condiviso nella rete di eMule viene scomposto in Parti da 9,28 MB a loro volta divise in blocchetti chiamati Chunk da 180 KB.
PARTE CHUNK
FILE INTERO
• Ad ogni parte del file viene assegnato un valore di hash parziale
• Gli hash parziali sono la prima cosa che eMule scarica di un file
FILE
FILE TEMPORANEI
Per ogni file in download, eMule crea nella cartella eMule/temp tre file temporanei:
xxx.Part = contiene i dati scaricati
xxx.part.met = file di controllo per il download (hash, nome, stato, etc)
xxx.part.met.bak = backup del file (utilizzabile in caso di corruzione)
FILE - ICH
PROBLEMA
Può capitare che una di queste parti sia corrotta, quindi inutilizzabile.
SOLUZIONE
ICH – Intelligent Corruption Handling: controlla se ogni singolo Chunk di una parte di un file è integro, se risulta corrotto un blocco, viene riscaricata tutta la parte da 9,28 MB
Chunk corrotto Chunk corretto
ICH CHECK
ICH ACTION
Parte completata
FILE - AICH
PROBLEMA
Quando l’errore è localizzato alla fine di una parte di file, ad esempio a 8,9 MB è sconveniente con l’ICH riscaricare tutti i chunk della parte.
SOLUZIONE
AICH – Advanced Intelligent Corruption Handling:
Sistema più recente dell’ICH (introdotto dalla versione 0.44). Utilizza una diversa logica. Conserva tutti i Chunk antecedentemente scaricati in caso di check error positivo, è solo l’ultimo ad essere riscaricato (gli altri chunk vengono ripristinati dal file xxx.part.met.bak).
Le reti di Emule
eD2k
Funzioni comuni con implementazione diversa:
• Identificazione degli altri client
• Scaricare file
Kademlia
Scambio Fonti
Kademlia, rete decentralizzata
Kademlia è un protocollo P2P ideato da Petar Maymounkov e David Mazières per un network di computer decentralizzato. I nodi sfruttano il protocollo di trasporto UDP. Ogni nodo di questa rete è identificato con un # ID che serve a:
• Identificazione del nodo
• Calcolo distanza tra 2 nodi (non geografica, ma di rete) in uno spazio di ID calcolata mediante l’or esclusivo dei 2 nodi.
Non ci sono server che tengono traccia dei client e dei file che condividono, ciò viene fatto da ogni client presente in rete. Ogni client è anche un piccolo server.
Kademlia
Aggregazione di un client nella rete
Bootstrap server
Ric hiesta
agg rega
zione Asse
gnaz ione s
tatoop en
Rete sovrapposta
Kademlia
Le ricerche in Kademlia
Poiché ogni client è identificato da un valore di hash univoco, l'idea di Kademlia è di associare una certa RESPONSABILITA’ impostata su questo hash.
Ogni client nella rete Kademlia agisce come server per certe parole o fonti. L'hash del client determina la parola o le fonti specifiche.
Obiettivo ricerca: trovare quei client che hanno la responsabilità relativa all'argomento della ricerca in corso.
Kademlia
Vantaggi
• Progettazione semplificata
• E’ più resistente alle perdite della rete su vasta scala
Query Flooding
Svantaggi
• Poca scalabilità
• Ogni nodo nella rete è
bombardato dall’inoltrazione dei messagi
Problema in parte risolto da un limite di propagazione dei messaggi
Ed2k, rete basata su server
La chiave per questa rete sono i server eD2k.
Ogni client deve essere connesso a un server per entrare in rete.
Quando il tuo client cerca di connettersi ad un server, il server verifica se altri client sono liberi di connettersi al tuo client. Se è così, il server ti assegna quello che è chiamato ID Alto. Se la comunicazione risulta interdetta, il server assegna al tuo client un ID Basso.
Dopo l'assegnazione dell'ID, eMule invia al server una lista di tutti i file da te condivisi. Il server aggiunge i nomi dei file e gli hash che hai spedito al suo database.
Ed2k, rete basata su server
TIPI DI RICERCA
Una volta connesso alla rete, il client può ricercare i file tramite porzioni dei loro nomi. Una ricerca può essere:
LOCALE GLOBALE Effettuata solo sul server al
quale si è connessi, le
ricerche sono più rapide, ma avranno un numero inferiore di risultati.
Effettuata su tutti i server della rete, impiegherà un maggior tempo ma restituirà più risultati. Ogni server verifica le parole chiave ricercate nel suo database e restituisce i nomi dei file (e i valori dell'hash) che corrispondono a quanto cercato.
Ed2k, rete basata su server
RICERCA LOCALE
S4
SERVER 1
S2 Host 1
richie
sta FILE
CONTROLLO NEL DATABASE
FILE TROVATO
Restituisce l’hash del file e dei client
lista fonti
Scelta fonte
Host 122
P2P connection
Ed2k, rete basata su server
RICERCA GLOBALE
SERVER 1 Host 1
richie
sta FILE
FILE TROVATO
Restituisce l’hash del file e dei client
che lo possiedono
lista fonti
Scelta fonte P2P connection Host 242
S4
CONTROLLO NEL DATABASE
Server 4
CONTROLLO NEL DATABASE
Server 1
CONTROLLO S3
NEL DATABASE Server 3
S2
CONTROLLO NEL DATABASE
Server 2
Ed2k, rete basata su server
LA RICERCA DEI FILE
I download possono essere aggiunti tramite la funzione di ricerca di eMule o da uno speciale formato di link eD2k offerto da qualche sito web.
Una volta nella lista dei Download, eMule prima interroga il server locale (quello a cui è connesso) quindi tutti gli altri server della rete alla ricerca di fonti per quel file specifico. Il server cerca il valore dell'hash del file nel suo database e restituisce i client che sa essere in possesso del file cercato.
Le fonti sono altri client che hanno scaricato almeno una parte completa (9,28 MB) del file che corrisponde all'hash dato.
Scambio Fonti
Vantaggi
• Fonti trovate prossime al 100% nel network
• Maggiore velocità di contatto
• Minor affaticamento del lavoro dei server – più prestazioni del sitema
Altra modalità di contatto delle fonti:
Ogni volta che si mette in download un file eMule ricerca le fonti tramite i server (prima a quello a cui si è collegati e poi agli altri). Non appena viene contattata una fonte il programma chiederà un lista degli utenti a cui questo è collegato per scaricare il file stesso.
Le 7 porte di eMule
Porta locale Porta remota Protocollo Direzione Funzioni
1 4662 qualsiasi TCP Ingresso Porta del client / Connessioni da
altri client, e scambio fonti tra client
2 qualsiasi 4662 TCP Uscita Porta del Client / Connessioni
verso altri client, scambio fonti tra client
3 4672 qualsiasi UDP Ingresso protoccolo esteso di eMule,
valutazione nelle code, ping per le richieste successive dei file
4 qualsiasi 4672 UDP Uscita protocollo esteso di eMule,
Valutazione nelle code, ping per le richieste successive dei file
5 qualsiasi 4661 TCP Uscita Connessione al server
6 qualsiasi 4665 UDP Uscita Richiesta delle fonti dal server
7 4711 Qualsiasi TCP ingresso Interfaccia del Web-Server
ID alto – ID basso
Perché si usano gli ID
A LIVELLO CLIENT
• Identificazione del client nella rete eMule attraverso l’inidizizzo IP
• Per il posizionamento del nodo nella rete
A LIVELLO SERVER
• Per limitare il numero massimo degli accessi degli utenti al server in modo da garantire un banda efficiente
ID alto – ID basso
Situazione 1
il client B con ID alto deve contattare il client A
B non conosce l’Ip di A, l’indirizzo IP di A viene determinato grazie all’ID di A comunicato a B grazie dal server a cui è connesso A
2 possibilità
B
A
IP 151.134.33.2 IP 82.144.122.12
ID alto – ID basso
Prima possibilità
A con l’ID alto,
B tenta direttamente la connessione ad A tramite TCP
B TCP
A
ID alto ID alto
SITUAZIONE OTTIMALE DEL NETWORK
ID alto – ID basso
Seconda possibilità
A con l’ID basso,
l’indizzo IP di A non può essere calcolato, B non può raggiungere A direttamente
B
A
ID basso ID alto
SERVER UDP
Richies ta conn
essione ad A
Richiesta di B con indicazione
dell’IP e la porta di B
TCP
P2P connection
TCP
ATTENZIONE!
La richiesta di B potrebbe perdersi
IP 82.144.122.12
IP 151.134.33.2
IP 82.144.122.12
ID alto – ID basso
Situazione 2
il client B con ID basso deve contattare il client A con ID basso
B
A
IP 151.134.33.2 IP 82.144.122.12
ID basso ID basso
Connessione non possibile IP non calcolabile
!
Funzione Web Server
Si può controllare il client eMule in funzione sulla nostra macchina anche da un computer remoto.
Una volta attivata tale funzione, da qualsiasi altro Pc collegato ad internet si può possono effettuare: ricerche, mettere in download, annullare download e se previsto espressamente nelle impostazioni anche spegnere il Pc o riavviarlo!
internet
Funzione Web Server
Per attivarlo spostarsi su Opzioni->Web Server
Funzione Web Server
Una volta attivato si potrà accedere al web server tramite internet digitando nella barra dell’Url del nostro Browser l’indirizzo del web server indicato nella sezione Server del client
Nota: Ad ogni connessione ad internet il client assume un indirizzo ip diverso, quindi è necessario annotare l’indirizzo ip della macchina poiché esso costituirà l’url del web server di eMule. È possibile
Funzione Web Server
Interfaccia di eMule
Le sezioni del client
