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1 emule Files Sharing for dummies...or nearly... By Dario Maggiari L' autore... Dario Maggiari è laureato in Informatica Applicata all'università di Pisa e frequenta i corsi della Laurea Specialistica in Tecnologie Informatiche. Dario Maggiari

2 Introduzione (1) E' il sistema di File Sharing P2P più utilizzato a livello mondiale. Nasce nel 2002 da un'idea di un tedesco noto con il nickname di 'Merkur'. Oggi, il client ufficiale (esistono diverse implementazioni e porting per sistemi *NIX) e le evoluzioni del protocollo sono gestite da un team tedesco di 10 persone guidato da Merkur. Ogni giorno la rete di emule/edonkey ospita mediamente 3 milioni di utenti e condivide oltre 500 milioni di files! WOW!

3 Introduzione (2) Si parla della rete di emule/edonkey poichè emule si basa sulla stessa struttura dell' edonkey overlay network. Inoltre, emule integra, estende e migliora il protocollo edonkey. A tutti gli effetti emule è considerato il successore di edonkey: Più affidabile. Più equo. Più sicuro.

4 L'overlay Network emule/edonkey Protocol Overview Overlay Network. ID & Hash. Network messages. Approccio a Semi Centralized Directory I server hanno una full time activity. NON sono anch'essi peer. Hanno locazioni remote differenti. Scalabile / Affidabile. Ibrido di Napster e Gnutella Le connessioni possono essere: Client To Client. Client To Server.

5 Il Kaos degli ID & Hash (1) Protocol Overview Overlay Network. ID & Hash. Network messages. All interno della rete ogni Client è identificato da una coppia di valori: UserHash: Chiave univoca a 128bit, generata da un server tramite l algoritmo MD5. Identifica il client in modo univoco all interno dell overlay network durante tutte le sessioni di collegamento. Utile per la System Information. UserID: Identificativo locale a 32 bit generato dal server di connessione con validità pari alla durata della sessione di collegamento. F(IP_User) = User_ID è una funzione invertibile che permette la traduzione ID < > IP. Utilizzato per ragioni di sicurezza e come Firewall Indicator.

6 Il Kaos degli ID & Hash (2) Protocol Overview Overlay Network. ID & Hash. Network messages. File Hash: I files sono identificati all interno dell overlay network in modo univoco da una chiave a 128bit. Utilizzata per evitare download duplicati e per massimizzare lo speed download grazie al sistema multifonte basato sul download per segmentazione in pieno stile bit torrent.

7 Header Messages Protocol Overview Overlay Network. ID & Hash. Network messages. Ogni messaggio del protocollo è costituito da un Header di 6 Bytes + il Payload contenente i dati del messaggio: HEADER[Protocol_Type, Payload_Size, Message_Type] + Payload. Protocol_Type: emule + Versione, edonkey (retrocompatibilità). Payload_Size: dimensione del payload espresso in bytes. Message_Type: Server_Connection, Search, Download/Upload/Push.

8 Principali Messaggi Server Connection Protocol Overview Overlay Network. ID & Hash. Network messages. Connessione ad un Server [Client To Server]: Il server è scelto da una lista predefinita (in formato.met). Il server assegna un UserID al peer: LowID: viene assegnato quando un utente si trova dietro ad un firewall o, in generale, quando le connessioni in ingresso risultano interdette. HighID: viene assegnato quando le connessioni in entrata NON sono interdette. Dopo l'assegnazione dell'id, il client invia al server una lista contenente le chiavi di ricerca relative ai files condivisi aggiungendo l'id assegnato. Questo messaggio costituisce una porzione della routing table del Server.

9 Principali Messaggi Files Search (1) Protocol Overview Overlay Network. ID & Hash. Network messages. Ricerca di Files [Client To Client / Client To Server]: Ricerca Locale: effettuata solo sul server di connessione. La ricerca è più rapida, ma ha un numero inferiore di risultati rispetto a quella Globale. Ricerca Globale: effettuata su tutti i server della rete tramite un sistema di Query Server Flooding. La ricerca impiega maggior tempo, ma restituisce più risultati. Ogni server restituisce: I nomi dei files trovati, i relativi valori dell'hash, informazioni aggiuntive sui files, la UserID e la UserHash degli utenti che possiedono i files cercati.

10 Principali Messaggi Files Search (2) Protocol Overview Overlay Network. ID & Hash. Network messages. Lo Scambio Fonti è considerato come un'estensione della ricerca: Si individua un Peer per il download. Si richiede a questo Peer di inviare una lista completa di tutti gli utenti a cui è collegato e che possiedono quel determinato file. Una ricerca locale può beneficiare di questo sistema per aumentare le possibilità di recuperare il file richiesto. E' similare al meccanismo di X Tray Request di Gnutella, ma in questo caso non è usato per la ricerca di servent di bootstrap.

11 Protocol Overview Overlay Network. ID & Hash. Network messages. Principali Messaggi Download/Upload/Push (1) B have an HIGH ID. Try to calculate A IP. B A A?!? Dopo la ricerca, B seleziona un utente (A) da cui effettuare il download. B tenta di calcolare l'ip di A a partire dal suo ID. Due situazioni possibili: 1) A possiede un High ID > Possibile la connessione diretta. 2) A possiede un Low ID > Impossibile la connessione diretta.

12 Protocol Overview Overlay Network. ID & Hash. Network messages. Principali Messaggi Download/Upload/Push (2) Possibilità 1: A possiede un High ID. B TCP A HIGH ID HIGH ID B si può collegare direttamente ad A tramite una connessione TCP/IP utilizzando a livello application il protocollo HTTP. N.B. Nelle ultime versioni del protocollo è possibile eseguire port hopping per inviare richieste su porte well know (Internal Firewall bypass).

13 Protocol Overview Overlay Network. ID & Hash. Network messages. Principali Messaggi Download/Upload/Push (3) Possibilità 2: A possiede un Low ID. B TCP A HIGH ID Request for A UDP P2P Connection TCP A Local Server Forward B IP & Port of B LOW ID Si innesca il meccanismo di Push (Callback Request). E' A che richiede di inizializzare una connessione con B e successivamente esegue il push del file richiesto verso B che attende una connessione da A. Il Server locale di A svolge un ruolo di Trust Auth nella callback request.

14 Protocol Overview Overlay Network. ID & Hash. Network messages. Principali Messaggi Download/Upload/Push (4) B! A LOW ID LOW ID Se entrambi i Peer hanno un Low ID, lo scambio di files non può avvenire. E' il problema di tutte le reti P2P (WinMX, Gnutella 0.4 / 0.6+, Napster, etc...) Ma...NON di JXTA (Relays Peers).

15 Le 7 Porte di emule Protocol Overview Overlay Network. ID & Hash. Network messages. Porta locale Porta remota Protocollo Direzione Funzioni 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 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 Qualsiasi TCP ingresso Interfaccia del Web Server Un Server assegna ad un Peer un High ID se e solo se ha tutte e 7 le porte aperte in ingresso.

16 Queue & Credits (1) Files Handling Files Queue and Credits. ICH & AICH. Il sistema delle code è implementato per ragioni di efficienza: Un peer può sostenere un numero totale di connessioni incidenti (entranti ed uscenti) limitato. Accettare una nuova connessione in situazioni di sovraccarico non favorisce alcun peer. Il sistema delle code standard è basato sul tempo di attesa : chi è in coda da più tempo, scarica per primo. NON è la filosofia di emule che utilizza un'altra metafora: più condividi e più scarichi.

17 Queue & Credits (2) Files Handling Files Queue and Credits. ICH & AICH. Le code in emule sono gestite dal Calcolo dei Crediti : Il tempo in coda è scalato in base ai seguenti modificatori: Modificatore1 = Tot. Traffico in Upload x 2 / Tot. Traffico in Download. Modificatore2 = Totale Traffico in Upload + 2 Si sceglie il minore fra i due e si moltiplica per il tempo di attesa in coda.

18 Queue & Credits (3) Files Handling Files Queue and Credits. ICH & AICH. A Queue... C B Queue... Il Client A è in coda per un file di C da 1 ora. Il Client B è in coda per un file di C da 3 ore. In termini esclusivamente di tempo B avrebbe precedenza su A. Però: B NON ha mai scambiato dati con C: né in download e né in upload. A ha scambiato 2Mb di dati in upload con C e 0Mb in download.

19 Queue & Credits (4) Files Handling Files Queue and Credits. ICH & AICH. Il nuovo tempo di attesa in coda di A sarà: Modificatore1: 2 Mb x 2 / 1 = 4 (se traffico in download = 0 si divide per una costante neutra, cioè 1). Modificatore 2: 2Mb + 2 = 4; Nuovo tempo di coda per A: 1ora * 4 = 4ore. Il nuovo tempo di attesa in coda di B sarà: Modificatore1: 0Mb x 2 / 1 A scavalca B! (se traffico in download è = 0 si divide per una costante neutra, cioè 1). Modificatore 2: 0Mb + 2 = 2; Nuovo tempo di coda per B sarà: 3ore * 0 = 0ore!

20 ICH & AICH (1) Files Handling Files Queue and Credits. ICH & AICH. Ogni file scaricato è rappresentato da 3 files: nome_file.part: contiene i dati parziali scaricati. nome_file.part.met: file di controllo per il download (hash, nome, stato, etc ). nome_file.part.met.bak: backup del file (utilizzabile in caso di corruzione). Alcuni sistemi P2P hanno avuto, storicamente, problemi di corruzione dei files causati da errate implementazioni della funzione di hashing (Kazaa, WinMx...).

21 ICH & AICH (2) Files Handling Files Queue and Credits. ICH & AICH. All'interno della rete emule/edonkey i files sono logicamente suddivisi in Blocchi da 9,28MB e ogni blocco è costituito da Chunk di 180Kb. La validazione di consistenza di un file avviene sui chunk. FILE Chunk of 180Kb. Block of 9,28Mb.

22 ICH & AICH (3) Files Handling Files Queue and Credits. ICH & AICH. ICH (Intelligent Corruption Handling): Per ogni chunk scaricato viene eseguita una validazione utilizzando l hash parziale contenuta nel file nome_file.part.met. Se la validazione ha successo il download prosegue con il chunk successivo. Altrimenti viene riscaricato l intero blocco. Sistema sconveniente quando la validazione fallisce alla fine del blocco poichè viene riscaricato interamente. AICH (Advanced Intelligent Corruption Handling): Si riscarica esclusivamente il chunk corrotto piuttosto che l intero blocco.

23 SkyWhi (1) SkyWhi P2P Client Ver. 1.0 Client P2P programmato da Dario Maggiari & Gabriele Costa compatibile con la rete di emule/edonkey. Basato sulle librerie Lphant Ver RESOURCES SkyWhi: > Sezione PROJECTS. Lphant:

24 SkyWhi (2) SkyWhi P2P Client Ver. 1.0

25 SkyWhi (3) SkyWhi P2P Client Ver. 1.0

26 SkyWhi (4) SkyWhi P2P Client Ver. 1.0

27 SkyWhi (5) SkyWhi P2P Client Ver. 1.0

28 SkyWhi (6) SkyWhi P2P Client Ver. 1.0 Browser integrato per il dowload da emugle!!

29 SkyWhi (7) SkyWhi P2P Client Ver. 1.0

30 SkyWhi (8) SkyWhi P2P Client Ver. 1.0 GRAZIE PER L'ATTENZIONE!!?? DOMANDE??

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