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Definition Was ist das Peer-to-Peer-Modell?

Das Peer-to-Peer-Modell ist ein Architekturkonzept zur Bereitstellung von Services in einem Netzwerk. Die Peers sind untereinander gleichberechtigt. Sie können Services bereitstellen und in Anspruch nehmen. Typische Anwendungen sind Filesharing-Dienste oder das Instant Messaging. Ein alternatives Modell ist das Client-Server-Modell, in dem Clients und Servern spezifische Aufgaben zukommen.

Die wichtigsten IT-Fachbegriffe verständlich erklärt.
Die wichtigsten IT-Fachbegriffe verständlich erklärt.
(Bild: © aga7ta - stock.adobe.com)

Beim Peer-to-Peer-Modell, kurz P2P-Modell, handelt es sich um ein Architekturkonzept und Kommunikationsmodell zur Bereitstellung von Services in einem Netzwerk. Die beteiligten Kommunikationspartner werden Peers genannt und sind untereinander gleichberechtigt. Sie können sowohl Services bereitstellen als auch in Anspruch nehmen.

Das P2P-Modell stellt einen Gegenentwurf zum Client-Server-Modell dar. Im Client-Server-Modell kommen den Clients und Servern unterschiedliche Aufgaben zu. Ein weiteres alternatives Architekturmodell ist das Master-Slave-Modell.

Das P2P-Modell hat eine dezentrale Struktur und organisiert sich selbst. Es existieren allerdings verschiedene Varianten des P2P-Modells, die in ihrer Dezentralität teils unterschiedliche Ausprägungen aufweisen. Typische Anwendungsbereiche des P2P-Architekturkonzepts sind Filesharing-Dienste im Internet, Instant Messaging, Grid Computing und Kollaborationstools.

Typische Merkmale des Peer-to-Peer-Modells

Das Peer-to-Peer-Modell besitzt einige typische Merkmale. Diese sind:

  • die Kommunikationspartner können sowohl Dienste anbieten als auch in Anspruch nehmen – sie sind untereinander gleichberechtigt
  • Peers kommunizieren direkt miteinander und tauschen Informationen ohne Zwischeninstanz aus
  • das Peer-to-Peer-Modell besitzt eine dezentrale Struktur
  • die Peers sind autonom und organisieren sich selbständig
  • Peers können sehr unterschiedliche Performance aufweisen
  • die Verfügbarkeit einzelner Peers lässt sich nicht garantieren

Die verschiedenen Varianten des Peer-to-Peer-Modells

Je nach Anwendung und Umsetzung des P2P-Modells existieren verschiedene Varianten. Unterscheidungsmerkmale sind der Grad der Dezentralität, die Strukturierung der Peers und unterschiedliche Fähigkeiten zur Selbstorganisation. Während in einfachen P2P-Modellen alle Peers vollständig gleichberechtigt sind, können in komplexeren Modellen Gruppen aus Peers gebildet sein, denen leicht verschiedene spezifische Aufgaben zugeteilt sind. Beispielsweise müssen in völlig gleichberechtigten Peer-to-Peer-Architekturen Suchanfragen an alle Peers gesendet werden.

In strukturierten oder gruppierten Systemen ist es möglich, übergeordnete Suchfunktionen durch die Bereitstellung eines Index abzubilden. Einige P2P-Systeme besitzen zentrale Elemente, die Aufgaben in der Koordination der Peers übernehmen. Sie verwalten beispielsweise Adressen oder Listen über angebotene Services. Man spricht in diesem Fall auch von hybriden oder hierarchischen P2P-Systemen. Systeme mit Supernodes besitzen einzelne besonders performante Peers, die einen Großteil der Ressourcen für das Gesamtsystem bereitstellen.

Alternative Architekturmodelle

Neben dem Peer-to-Peer-Modell existieren weitere alternative Architekturmodelle zur Bereitstellung von Services in Netzwerken wie das Client-Server-Modell oder das Master-Slave-Modell. Beim Client-Server-Modell sind die Aufgaben im Netzwerk klar verteilt. Server bieten Dienste an, Clients nehmen die Dienste in Anspruch. Das Modell zählt zu den im Internet am häufigsten angewandten Modellen. Viele Services und Kommunikationsprotokolle in TCP/IP-Netzwerken wie das Empfangen und Senden von E-Mails, das Abrufen von Internetseiten, das Transferieren von Dateien oder das Auflösen von Domainnamen basieren auf dem Client-Server-Modell.

Ein weiteres Architekturmodell ist das Master-Slave-Modell. In diesem Architekturkonzept übernimmt der Master eine führende Rolle. Er erteilt Slaves das Recht, auf gemeinsame Ressourcen zuzugreifen und organisiert die Kommunikation. Slaves sind selbst nicht in der Lage, ohne Erlaubnis des Masters zu kommunizieren.

Anwendungsbereiche des Peer-to-Peer-Modells

Das Peer-to-Peer-Modell kommt in zahlreichen Anwendungen zum Einsatz. Beliebte Anwendungsbereiche sind Filesharing-Dienste im Internet. Die teilnehmenden Peers bieten Dateien für den Download an und können gleichzeitig Dateien von einem oder mehreren Peers herunterladen. Weitere Anwendungen sind:

  • Grid Computing (verteiltes Computing) wie beim SETI-Projekt (Search for Extraterrestrial Intelligence)
  • Instant Messaging und Voice over IP
  • Kollaborationstools

Vorteile des Peer-to-Peer-Modells

Das Peer-to-Peer-Modell bietet eine ganze Reihe an Vorteilen. P2P-Systeme sind sehr gut skalierbar und verursachen aufgrund der Selbstorganisation nur geringen Managementaufwand. Der Ausfall eines einzelnen Peers beeinträchtigt die Gesamtfunktion des Systems kaum. Durch die Kombination der Ressourcen vieler einzelner Peers lassen sich Aufgaben erledigen, für die in einer Client-Server-Struktur unter Umständen teure Hochleistungsrechner notwendig sind.

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