Vertaisverkko

Vertaisverkko: kaikki tahot ovat yhteydessä toisiinsa.

Perinteinen palvelin-asiakas-verkko: asiakkaat ovat yhteydessä palvelimeen.

Vertaisverkko (P2P, engl. peer to peer) on verkko, jossa ei ole kiinteitä palvelimia ja asiakkaita, vaan jokainen verkkoon kytketty taho toimii sekä palvelimena että asiakkaana verkon muille jäsenille. Termi on yleensä yhdistetty tietokoneisiin ja tietoverkkoihin, mutta on ollut viime aikoina käytössä muun muassa ihmisten sosiaalista verkostoitumista tutkittaessa. Internetissä vertaisverkkoja käytetään useisiin tarkoituksiin, kuten tiedostojen jakamiseen, internet-puheluihin ja pikaviestintään. Arkikielessä vertaisverkoilla tarkoitetaan nimenomaan tiedostonjakoverkkoja, joiden valtava suosio on nostanut ne suuren yleisön tietoisuuteen.

Etuna perinteiseen palvelin-asiakas-malliin verrattuna on resurssien järkevämpi käyttö. Asiakkaat eivät jonota pääsyä palvelimelle, vaan verkon kaikkien jäsenten laskentateho, kaista ja tallennustila on yhteisessä käytössä. Vertaisverkon kapasiteetti siis kasvaa uusien jäsenten myötä. Toinen etu on tiedon hajanaisuus: sama data on verkossa moneen kertaan eri paikoissa, mikä lisää luotettavuutta.

Ensimmäinen laajamittainen vertaisverkko oli 1980-luvulla toiminut NNTP-protokollaan perustuva keskusteluryhmäjärjestelmä Usenet.

Vertaisverkoista on keskusteltu, koska nissä saatetaan usein levittää laitonta materiaalia.

Vertaisverkkojen luokittelu

Puhdas vertaisverkko vs. hybridi

Täysverisessä vertaisverkossa kaikki verkon jäsenet ovat tasavertaisia ja ne toimivat samanaikaisesti sekä asiakkaina että palvelimina. Keskuspalvelinta tai -reititintä ei ole. Tällaisia verkkoja ovat tiedostonjakoverkoista muun muassa Freenet ja Gnutella. Vertaisverkoissa olevan sisällön ja verkkojen tarjoamien palveluiden hyödyntäminen edellyttää erityistä vertaisverkko-ohjelmaa (asiakasohjelmaa). Näitä ohjelmia ovat esimerkiksi KaZaa ja Gnutella-verkossa käytettävä LimeWire.

Tämän mallin lisäksi on käytössä monia erilaisia vertaisverkon ja perinteisen palvelin–asiakas-mallin hybridejä. Niissä on usein keskuspalvelin, johon koko verkko on yhteydessä. Palvelin voi tällöin vaikkapa kerätä hakemistoa kunkin jäsenen jakamasta datasta ja tarjota koko verkon kattavaa hakupalvelua. Eräänlainen yhdistelmäratkaisu on käytössä myös Usenetissä, jossa uutisryhmäpalvelimet toimivat keskenään vertaisverkkona, mutta tarjoavat lukijoille asiakas/palvelin-arkkitehtuurin mukaisesti ryhmiä luettavaksi.

Rakenteellinen vs. rakenteeton

Rakenteettomassa vertaisverkossa jäsenet muodostavat yhteydet toisiinsa mielivaltaisesti. Jos verkon jäsen ilmoittaa hakevansa tiettyä dataa, hakupyyntö etenee sokeasti ketjussa eteenpäin. Tämä on verraten tehotonta, sillä pyyntö ei todennäköisesti pääse perille haettavan datan ollessa kaukana, useiden linkkien päässä. Hakupyyntöjen laajamittainen välittäminen myös kuormittaa verkkoa. Tällaisia verkkoja ovat esimerkiksi Gnutella ja FastTrack.

Rakenteellisessa vertaisverkossa on käytössä menetelmä, jossa verkon jäsenillä on tietoisuus kaiken jaetun datan sijainnista. Näin saapuva haku voidaan ohjata oikeaan suuntaan. Ylivoimaisesti yleisin tekniikka on hajautettu tiiviste (DHT, Distributed Hash Table). DHT:ta hyödyntäviä rakenteellisia protokollia ovat esimerkiksi Chord, Pastry, Tapestry, CAN ja Tulip.

On olemassa myös hierarkkisia vertaisverkkoja; niissä tietyillä koneilla on enemmän vastuuta kuin toisilla.

Salattu vs. salaamaton

Vertaisverkon tahojen välisen liikenteen salaaminen parantaa käyttäjien tietoturvaa. Salaamisen lisäksi jotkut verkot kuten Freenet ja Tor pyrkivät käyttäjien anonymiteettiin kierrättämällä salatun liikenteen satunnaisten välittäjätahojen kautta. Ulkopuoliset eivät näe mitä salatussa verkossa liikkuu, joten liikenteen tarkkailu, suodattaminen tai sensurointi ei ole mahdollista.

Tiedostonjakoverkot

Tiedostonjakoverkot ovat tunnetuin vertaisverkkotyyppi. Niitä käytetään yleisimmin musiikin, elokuvien ja tietokoneohjelmien levittämiseen. Näissä verkoissa levitetään laittomasti paljon tekijänoikeuksien suojaamaa materiaalia, mikä on herättänyt erityisesti musiikki- ja elokuvateollisuuden pohtimaan vastatoimia.

Tiedostonjakoverkot voidaan jakaa kolmeen sukupolveen:

• Ensimmäisen sukupolven verkot perustuvat keskuspalvelimiin. Napster oli suosituin ensimmäisen sukupolven verkko. Nykyisistä suurista verkoista Direct Connect ja eDonkey toimivat näin, vaikkakin jälkimmäinen vähenevissä määrin eMulessa tapahtuneiden uudistusten jälkeen.

• Toisen sukupolven verkot toimivat ilman keskuspalvelinta. Toisen sukupolven verkkoja on vaikeampi rajoittaa, koska niitä ei voi sulkea sammuttamatta kaikkia kyseisen verkon käyttäjien asiakasohjelmia. Suosittuja toisen sukupolven verkkoja ovat Gnutella ja FastTrack.

• Kolmannessa sukupolvessa painotetaan salausta ja anonymiteettiä eli käyttäjien tiedot salataan niin, etteivät kyseisen verkon muut asiakkaat voi nähdä kuka käyttäjä on. Myös heidän tiedostonsa salataan niin, ettei kukaan voi nähdä suoraan, mitä toisella käyttäjällä on jaettavana. Suosituimpia edelläkävijöitä tässä sukupolvessa ovat Freenet, GNUnet, Mute ja Ants. Myös Skype käyttää omaa salattua vertaisverkkoaan puheluiden, tiedostojen sekä keskustelujen ohjaamiseen.

Vertaisverkkojen heikkouksia

Vertaisverkoissa on seuraavia erityisiä heikkouksia, joita ei ole palvelin-asiakas-verkoissa:

• Korruptointihyökkäys: hyökkääjä jakaa muille viallisia paketteja.
• Identiteettihyökkäys: hyökkääjä selvittää yksittäisen käyttäjän IP-osoitteen ja hyökkää tätä kohtaan henkilökohtaisesti.
• Suodatus: tiedostonjakoverkkojen käyttö laittomiin tarkoituksiin on saanut jotkut palveluntarjoajat rajoittamaan P2P-liikennettä.
• "Leeching": heikkoutena käyttäjät, jotka ovat osa verkkoa, mutta eivät anna sille resursseja - lataavat, mutta eivät jaa muille.