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P2P S TREAMING Brun Yann Clavier Thomas RICM3. P2P S TREAMING P LAN I ) Introduction II) Histoire et généralités Le P2P Le streaming III) Fonctionnement.

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1 P2P S TREAMING Brun Yann Clavier Thomas RICM3

2 P2P S TREAMING P LAN I ) Introduction II) Histoire et généralités Le P2P Le streaming III) Fonctionnement du P2P Streaming Architecture Fonctionnement général Mécanisme du tampon IV) Etude comparative de 2 logiciels : TVAnts et Sopcast V) Conclusion

3 I ) I NTRODUCTION P2P très connu du public Souvent généralisé au téléchargement via Edonkey,… Dautres applications moins connues : streaming video ou audio

4 II ) H ISTOIRE ET GÉNÉRALITÉS P LAN A) Le P2P 1 ) histoire 2 ) généralités B) Le streaming 1 ) histoire 2 ) généralités

5 II ) H ISTOIRE ET GÉNÉRALITÉS A ) LE P2P 1 ) H ISTOIRE Juillet 1999 : publication du protocole Freenet Septembre 1999 : création de Napster Novembre 1999 : 1 er client direct connect Mars 2000 : 1 ère version de Gnutella Septembre 2000 : 1 ère version de Edonkey2000 Avril 2001 : début de BitTorrent Juillet 2001 : fermeture de Napster Novembre 2002 : création de Gnutella2

6 II ) H ISTOIRE ET GÉNÉRALITÉS A ) LE P2P 2 ) G ÉNÉRALITÉS Modèle client –serveur: Un ou plusieurs serveurs Systèmes centralisés Client envoie une requête au serveur, qui lui envoie alors la réponse

7 II ) H ISTOIRE ET GÉNÉRALITÉS A ) LE P2P 2 ) G ÉNÉRALITÉS Modèle client –serveur: Avantages : Ressources centralisées Meilleur sécurité Réseau évolutif

8 II ) H ISTOIRE ET GÉNÉRALITÉS A ) LE P2P 2 ) G ÉNÉRALITÉS Modèle client –serveur: Inconvénients : Cout élevé : du à lentretien et la gestion du serveur Maillon faible : le serveur est le maillon faible car tous le réseau est architecturé autour de lui

9 II ) H ISTOIRE ET GÉNÉRALITÉS A ) LE P2P 2 ) G ÉNÉRALITÉS Architecture P2P: Pas de serveur dédié Chaque ordinateur a le rôle de client et de serveur Partage de ressources

10 II ) H ISTOIRE ET GÉNÉRALITÉS A ) LE P2P 2 ) G ÉNÉRALITÉS Architecture P2P: Avantages : Resistance aux pannes Coût nettement moins élevé

11 II ) H ISTOIRE ET GÉNÉRALITÉS A ) LE P2P 2 ) G ÉNÉRALITÉS Architecture P2P: Inconvénients : Pas de centralisation des données Applications beaucoup plus difficiles à concevoir

12 II ) H ISTOIRE ET GÉNÉRALITÉS B ) LE STREAMING 1 ) H ISTOIRE : Processeur peu puissant Réseau très limité Stream diffusé par CD ROM 1990 – 2000 : Bande passante plus conséquente Accès internet plus fréquent Utilisation de protocole standardisé Commercialisation dInternet Utilisation dInternet pour diffuser du contenu en streaming ( 1 ère radio internet)

13 II ) H ISTOIRE ET GÉNÉRALITÉS B ) LE STREAMING 2 ) G ÉNÉRALITÉS Lecture en progressif Pas de serveur spécialisé Le navigateur gère la lecture du flux Avantages : Pas de gestion particulière du serveur Inconvénients : Pas dadaptation à la connexion de lutilisateur Attente pour voir les 1ères images

14 II ) H ISTOIRE ET GÉNÉRALITÉS B ) LE STREAMING 2 ) G ÉNÉRALITÉS Lecture en continu Un seul fichier diffusé Serveur de lecture en continu Avantages: Le serveur dadapte à la connexion de lutilisateur Inconvénients: Nécessite une bande passante suffisante pour avoir un contenu de qualité correct

15 III ) F ONCTIONNEMENT DU P2P STREAMING P LAN A) Architecture et protocole 1 ) Architecture 2 ) Protocole B) Fonctionnement général 1 ) Architecture centralisé à serveurs multiples 2 ) Architecture décentralisé C) Mécanisme du tampon 1 ) Le tampon 2 ) La Buffer Map

16 III ) F ONCTIONNEMENT DU P2P STREAMING A ) A RCHITECTURE ET PROTOCOLE 1 ) A RCHITECTURE

17 III ) F ONCTIONNEMENT DU P2P STREAMING A ) A RCHITECTURE ET PROTOCOLE 2 ) P ROTOCOLE TCP : retransmission, fiabilité. UDP: rapidité mais perte de paquets. Dans les 2 cas, pas de QoS : on ne peut garantir la fluidité du flux.

18 III ) F ONCTIONNEMENT DU P2P STREAMING B ) F ONCTIONNEMENT GÉNÉRAL 1) A RCHITECTURE CENTRALISÉ À SERVEURS MULTIPLES

19 Avantages : Recherche facilité Sécurité efficace : en cas de panne dun serveur, dautres sont disponibles Inconvénients : Pas danonymat, chaque utilisateur est identifié sur le serveur Déséquilibre entre les serveurs

20 III ) F ONCTIONNEMENT DU P2P STREAMING B ) F ONCTIONNEMENT GÉNÉRAL 2 ) A RCHITECTURE DÉCENTRALISÉ

21 Avantages : Anonymat Sadapte parfaitement à lévolution du réseau Taille du réseau théoriquement infinie Inconvénients : Pas de sécurité Problèmes de partage

22 III ) F ONCTIONNEMENT DU P2P STREAMING C ) M ÉCANISME DU TAMPON 1 ) L E TAMPON Requête à un pair Chaque pair a un tampon et une BufferMap. Requête à un voisin. Réception des segments manquants. Transmission au lecteur media Lecture du contenu

23 III ) F ONCTIONNEMENT DU P2P STREAMING C ) M ÉCANISME DU TAMPON 1 ) L E TAMPON Requête dun pair Chaque pair a un tampon et une BufferMap. Réception dune requête dun voisin. Envoi des segments demandés.

24 III ) F ONCTIONNEMENT DU P2P STREAMING C ) M ÉCANISME DU TAMPON 2 ) B UFFER M AP Table échangée entre les pairs Contient des informations sur les segments possédés par les pairs Permet à un pair de savoir ce que possèdent ces voisins

25 III ) F ONCTIONNEMENT DU P2P STREAMING C ) M ÉCANISME DU TAMPON 2 ) B UFFER M AP Contient différents champs : Offset du 1 er segment Largeur de la table Chaîne de 0 et de 1 déterminant les segments manquant et ceux possédés

26 III ) F ONCTIONNEMENT DU P2P STREAMING C ) M ÉCANISME DU TAMPON 1 ) L E TAMPON Chaque pair a un tampon et une BufferMap. Réception dune requête dun voisin. Envoi des segments demandés.

27 IV) E TUDE COMPARATIVE DE 2 LOGICIELS : TVA NTS ET S OPCAST P LAN A) Généralités 1 ) TVAnts et TCP 2 ) Sopcast et UDP B) Mise en pratique 1) Démarche 2) Mécanisme de la Buffer Map 3) Mécanisme démission 4) Mécanisme de réception C) Comparaison performance 1 ) Connexion 2 ) Taille de paquets 3 ) Proportion download / upload 4 ) Proportion déchanges de données « utiles » 5 ) Débit moyen D) Comparaison finale

28 IV ) E TUDE COMPARATIVE DE 2 LOGICIELS A ) G ÉNÉRALITÉS 1 ) TVA NTS ET TCP Généralités : Créé par des étudiants de luniversité de Zhejang en 2005 Principal atout : contient le + de chaines (environ 400)

29 IV ) E TUDE COMPARATIVE DE 2 LOGICIELS A ) G ÉNÉRALITÉS 1 ) TVA NTS ET TCP Protocole: Utilise TCP pour tous les échanges de données

30 IV ) E TUDE COMPARATIVE DE 2 LOGICIELS A ) G ÉNÉRALITÉS 2 ) S OPCAST ET UDP Généralités : Créé à lété 2005 en Chine Principal atout : la vitesse

31 IV ) E TUDE COMPARATIVE DE 2 LOGICIELS A ) G ÉNÉRALITÉS 2 ) S OPCAST ET UDP Protocole : Utilise UDP pour le transport de données

32 IV ) E TUDE COMPARATIVE DE 2 LOGICIELS B ) M ISE EN PRATIQUE 1 ) D ÉMARCHE Capture de trame sur WireShark Même flux, même connexion, même durée À la connexion Pendant la diffusion Analyse des paquets échangés Statistiques et comparaisons

33 IV ) E TUDE COMPARATIVE DE 2 LOGICIELS B ) M ISE EN PRATIQUE 2 ) M ÉCANISME DE LA B UFFER MAP Les pairs senvoient leur BufferMap Ensuite, ils connaissent ce que possède les autres pairs

34 IV ) ETUDE COMPARATIVE DE 2 LOGICIELS B ) MISE EN PRATIQUE 3 ) MÉCANISME DÉMISSION Réception dune requête Jenvois le fichier demandé Léchange continue jusquà que je nai plus les segments manquant

35 IV ) E TUDE COMPARATIVE DE 2 LOGICIELS B ) M ISE EN PRATIQUE 4 ) M ÉCANISME DE RÉCEPTION Envoi dune requête à un pair qui possède le segment que je souhaite Il me lenvoie Léchange continue jusquà que le pair nait pas les segments manquants

36 IV ) E TUDE COMPARATIVE DE 2 LOGICIELS C ) C OMPARAISON DE PERFORMANCE 1 ) C ONNEXION Paquets de données échangés dans les premières secondes de la connexion. ( Temps en abscisse, Octets en ordonnées) TVAntsSopcast

37 IV ) E TUDE COMPARATIVE DE 2 LOGICIELS C ) C OMPARAISON DE PERFORMANCE 1 ) C ONNEXION Quantité global de données échangés en octets en 30s

38 IV ) E TUDE COMPARATIVE DE 2 LOGICIELS C ) C OMPARAISON DE PERFORMANCE 2 ) T AILLE DE PAQUETS TVAnts (nombre en ordonné, taille en abscisse)

39 IV ) E TUDE COMPARATIVE DE 2 LOGICIELS B ) C OMPARAISON DE PERFORMANCE 2 ) T AILLE DE PAQUETS Sopcast (nombre en ordonnées, taille en abscisse)

40 IV ) E TUDE COMPARATIVE DE 2 LOGICIELS C ) C OMPARAISON DE PERFORMANCE 3 ) P ROPORTION DOWNLOAD / UPLOAD TVAnts

41 IV ) E TUDE COMPARATIVE DE 2 LOGICIELS C ) C OMPARAISON DE PERFORMANCE 3 ) P ROPORTION DOWNLOAD / UPLOAD Sopcast

42 IV ) E TUDE COMPARATIVE DE 2 LOGICIELS C ) C OMPARAISON DE PERFORMANCE 4 ) P ROPORTION D ÉCHANGES DE DONNÉES UTILES TVAnts

43 IV ) E TUDE COMPARATIVE DE 2 LOGICIELS C ) C OMPARAISON DE PERFORMANCE 4 ) P ROPORTION D ÉCHANGES DE DONNÉES UTILES Sopcast VIDEO AUTRES

44 IV ) E TUDE COMPARATIVE DE 2 LOGICIELS C ) C OMPARAISON DE PERFORMANCE 5 ) D ÉBIT MOYEN

45 IV ) E TUDE COMPARATIVE DE 2 LOGICIELS D ) C OMPARAISON FINAL CritèresTVAntsSopCast Vitesse de connexion83s30s Débit Moyen74 ko/s106 ko/s % Download8773 % Upload1327 % Données utiles5564

46 V ) C ONCLUSION P2P streaming se démocratise dans le monde De + en + dapplications voient le jour Evolue suivant les progrès du P2P

47 V ) C ONCLUSION Merci de votre attention


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