Qu’est-ce qu’une architecture peer-to-peer (P2P) ?
Une architecture peer-to-peer ou pair-à-pair (P2P) est un modèle qui décrit comment les nœuds (pairs) d’un réseau pair-à-pair décentralisé peuvent communiquer, interagir et partager des ressources.
Ces architectures sont couramment utilisées pour créer des réseaux ad hoc distribués, des réseaux maillés et des réseaux P2P superposés qui ne dépendent pas d’un serveur central ou d’une autorité pour assurer la médiation des interactions.
À retenir
- Les architectures peer-to-peer fournissent un cadre pour la construction de réseaux P2P décentralisés.
- Ils peuvent être non structurés, structurés ou caractérisés par une combinaison hybride des deux.
- Les réseaux peer-to-peer virtuels superposent une architecture P2P à un réseau client-serveur tel que l’internet.
- À l’origine, les architectures P2P étaient utilisées pour construire des réseaux où chaque nœud était à la fois un client et un serveur.
- Aujourd’hui, de nombreuses architectures P2P comportent un certain degré de centralisation afin d’améliorer l’évolutivité et les performances du réseau.
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Types d’architectures P2P
La mise en œuvre spécifique d’une architecture Peer-to-Peer détermine la manière dont les connexions réseau sont gérées et la manière dont les données circulent, ainsi que les rôles et les responsabilités de chaque nœud du réseau et la manière dont les ressources sont partagées.
Il existe actuellement trois grands types d’architectures P2P :
P2P non structuré
Chaque nœud peut agir à la fois comme client et comme serveur.P2P structuré
Chaque nœud se voit attribuer un rôle spécifique pour la localisation et la conservation des données.P2P Hybride
Les SuperNodes se comportent comme des centres de gestion centralisée pour certaines fonctions du réseau, mais l’échange réel de données se fait directement entre les pairs.
Modèles superposés dans les architectures Peer-to-Peer
Une architecture P2P superposée est un cadre permettant de construire des réseaux P2P virtuels au-dessus d’un autre réseau tel que l’internet. La superposition facilite les interactions P2P spécifiques telles que le routage et le stockage des données.
Les architectures de réseaux superposés peuvent être non structurées, structurées ou hybrides, en fonction de la manière dont les pairs sont connectés et dont les données sont gérées.
Fonctionnement de l’architecture Peer-to-Peer
Le fonctionnement d’une architecture P2P dépend en grande partie de la manière dont les nœuds du réseau se connectent.
Protocoles Peer-to-Peer
Les architectes de réseaux pair-à-pair (P2P) peuvent personnaliser les protocoles P2P pour s’assurer que leurs réseaux décentralisés prennent en charge les cas d’utilisation spécifiques.
L’objectif des protocoles est de garantir que les données sont distribuées efficacement sur le réseau et que les nœuds peuvent se localiser et échanger des données entre eux.
Protocole P2P | Objectif |
---|---|
BitTorrent | Partage de fichiers |
Tor | Communication anonyme |
Kademlia | Table de hachage distribuée (DHT) pour la localisation et le routage des ressources |
IPFS (InterPlanetary File System) | Stockage et partage de fichiers décentralisés |
Freenet | Communication, partage de fichiers et publication anonymes |
Ethereum | Applications décentralisées (DApps) et contrats intelligents |
I2P (Invisible Internet Project) | Communication anonyme |
RetroShare | Messagerie instantanée et partage de fichiers |
Syncthing | Synchronisation de fichiers |
Cas d’utilisation de l’architecture P2P
Les architectures peer-to-peer étant fondamentalement décentralisées, elles présentent une grande variété de cas d’utilisation.
L’un des cas d’utilisation les plus courants consiste à permettre aux utilisateurs de partager des fichiers directement entre eux sans avoir recours à un serveur central.
L’architecture fait également partie intégrante des projets de calcul distribué tels que SETI@home, où les tâches de calcul sont divisées et traitées par de nombreux pairs afin de tirer parti des ressources inutilisées.
Les architectures P2P jouent également un rôle important dans la conception :
- des plateformes de crypto-monnaie,
- des réseaux de diffusion de contenu,
- des applications de communication en temps réel.
Cas d’utilisation P2P | Objectif | Exemple |
---|---|---|
Partage de fichiers | Permet aux pairs du réseau d’échanger directement des fichiers. | Gnutella |
Crypto-monnaie | Effectuer des transactions financières P2P. | Bitcoin |
Informatique distribuée | Utiliser la puissance de calcul inutilisée de plusieurs appareils pour résoudre des problèmes complexes. | Folding@home |
Distribution du contenu | Permettre aux homologues du réseau de transférer directement des données multimédias. | LivePeer |
Communication | Permettre une communication anonyme entre deux utilisateurs | Wire |
Places de marché décentralisées | Soutenir le commerce P2P. | Protocole d’origine Produits DeFi |
Superpositions de jeux | Permettre aux joueurs de communiquer directement entre eux pendant le jeu par le biais d’une connexion peer-to-peer. | Among Us |
Blockchain | Permettre la décentralisation des grands livres. | Ethereum |
Prêts P2P | Faciliter les prêts et emprunts directs entre particuliers. | Prosper |
Défis de l’architecture pair-à-pair
Les architectures P2P peuvent poser des problèmes de cybersécurité car, en l’absence d’une autorité centrale, il peut être difficile d’appliquer les contrôles de sécurité de manière uniforme à tous les pairs.
Étant donné que chaque pair peut potentiellement être à la fois un client et un serveur, la sécurité P2P dépend de la posture de sécurité de chaque pair. Celle-ci peut varier considérablement et conduire à des vulnérabilités potentielles.
Si un seul nœud du réseau utilise des mots de passe faibles, dispose d’un logiciel obsolète ou présente des paramètres mal configurés, un acteur menaçant pourrait l’utiliser pour distribuer des logiciels malveillants ou se livrer à d’autres activités nuisibles.
Avantages et inconvénients de l’architecture Peer-to-Peer
Si l’absence de contrôle central est un avantage important de l’architecture peer-to-peer, elle rend également difficile l’identification et l’isolement des nœuds compromis, en particulier si leur adresse IP est masquée par un réseau privé virtuel (VPN).
Avantages
- Il n’y a pas de point de défaillance unique (SPoF) puisque le réseau ne dépend pas d’un serveur central. Si un nœud tombe en panne, le réseau peut toujours fonctionner
- Les réseaux P2P augmentent naturellement les ressources du réseau au fur et à mesure de l’augmentation du nombre d’utilisateurs.
- Comme il n’est pas nécessaire d’avoir un serveur central, le coût de la mise en place et de la maintenance du réseau peut être moins élevé.
- Les réseaux P2P peuvent offrir un certain degré d’anonymat et de confidentialité puisqu’il n’y a pas d’autorité centrale qui contrôle ou surveille le réseau.
Inconvénients
- Sans autorité centrale, il peut être difficile d’appliquer les politiques de sécurité du réseau de manière uniforme sur tous les nœuds.
- Il peut être difficile de garantir l’intégrité des données entre tous les pairs si les nœuds sont rejoints et quittés de manière aléatoire.
- Bien que les réseaux P2P puissent s’étendre facilement, les performances peuvent se dégrader si un trop grand nombre de pairs doivent accéder simultanément aux mêmes ressources.
- Sans contrôle central, il peut être difficile d’empêcher la distribution de contenus nuisibles ou contraires à l’éthique.
Conclusion
Par définition, les architectures Peer-to-Peer sont censées être décentralisées. Dans la réalité, cependant, de nombreux réseaux P2P se caractérisent par des architectures structurées ou hybrides qui intègrent un certain niveau de centralisation afin d’équilibrer les avantages de la décentralisation et les exigences pratiques en matière de performances du réseau dans le monde réel.