Peer-to-Peer : des réseaux sans serveur central

Un réseau peer-to-peer renonce à la structure client-serveur typique. Au lieu de cela, toutes les données sont distribuées de manière décentralisée et les ordinateurs impliqués agissent à la fois comme serveur et comme client.

Qu’est-ce que le peer-to-peer ?

Peer-to-peer, P2P en abrégé, est également appelé « pair-à-pair » en français. Il s’agit d’un réseau informatique dans lequel tous les ordinateurs sont sur un pied d’égalité et disposent des mêmes fonctions. Contrairement à un modèle client-serveur classique dans lequel les clients font des demandes et le serveur y répond, un réseau peer-to-peer permet à toutes les parties d’agir à la fois comme serveur et comme client. L’ensemble du réseau est donc organisé de manière décentralisée et renonce totalement à un serveur supérieur. Dans les réseaux P2P simples, tous les ordinateurs sont connectés entre eux, tandis que dans les structures plus complexes, les participants sont répartis en groupes.

Comment fonctionne le peer-to-peer ?

Pour comprendre comment fonctionne le peer-to-peer, commençons par jeter un coup d’œil sur la structure client-serveur classique : pour télécharger un fichier, vous ouvrez votre navigateur, visitez le site Web correspondant et faites ensuite une demande au serveur. Celui-ci met le fichier recherché à votre disposition et le transfère sur votre ordinateur. Le transfert est donc exclusivement unidirectionnel et les rôles du client et du serveur sont clairement répartis.

Pour télécharger un fichier au sein d’un réseau peer-to-peer, vous n’envoyez pas la demande à un serveur central, mais à de nombreux ordinateurs en même temps. Tous les ordinateurs ou pairs (« peers » en anglais) qui contiennent ce fichier le mettent à votre disposition. Vous téléchargez ainsi des éléments individuels à partir de différentes sources. Parallèlement, ils mettent à nouveau à disposition tous les éléments déjà reçus, de sorte que d’autres utilisateurs peuvent également obtenir le fichier à partir de votre ordinateur. Le transfert se fait donc simultanément dans de nombreuses directions différentes, tous les ordinateurs connectés dans un réseau P2P pouvant servir de source et de destination.

Quelles sont les architectures P2P existantes ?

Il existe de nombreuses architectures et structures peer-to-peer différentes. Les réseaux P2P peuvent être grossièrement divisés en systèmes structurés et systèmes non-structurés. Le degré de centralisation ou de décentralisation joue également un rôle important dans la distinction entre les différents systèmes peer-to-peer.

Systèmes peer-to-peer structurés et non-structurés

Les systèmes P2P non-structurés ne contiennent aucune information sur les chemins entre les différentes sources et la destination. Les données ou les fragments ne peuvent donc être trouvés que sur le système cible. Ces réseaux peer-to-peer fonctionnent généralement par le biais de requêtes de recherche. Si un fichier est nécessaire, le destinataire envoie une requête à tous les ordinateurs du réseau P2P. Ce procédé se fait par inondation (flooding en anglais).

Lorsque davantage de systèmes sont intégrés dans un réseau, les exigences posées à l’ensemble du système P2P augmentent également. Dans les systèmes P2P structurés, les informations sur les voies de transmission sont souvent enregistrées dans des tables de hachage distribuées (DHT). Les requêtes de recherche peuvent ainsi être ciblées et une réponse peut être donnée à partir d’un index distribué. Le flooding n’est pas nécessaire avec cette méthode.

Réseaux P2P centralisés et décentralisés

De plus, les systèmes peer-to-peer sont divisés en réseaux centralisés et décentralisés. Les réseaux P2P centralisés utilisent un serveur central qui gère l’ensemble du système. Celui-ci est comparable au serveur d’autres types de réseaux informatiques. Certaines tâches ou droits peuvent toutefois être répartis entre plusieurs ordinateurs dans un système peer-to-peer centralisé, qui gèrent par exemple les flux de données ou les listes d’adresses. Si de nouveaux utilisateurs souhaitent rejoindre un tel réseau peer-to-peer, ils doivent d’abord déposer leurs données personnelles sur ces serveurs. L’échange de données proprement dit continue d’avoir lieu entre les différents ordinateurs et est uniquement contrôlé par les serveurs.

Les systèmes peer-to-peer décentralisés renoncent complètement à une telle instance de contrôle : toutes les informations sont déposées sur tous les ordinateurs. Cette approche comporte cependant quelques risques. C’est pourquoi il existe quelques approches adaptées. Dans le cas des réseaux d’ami à ami ou toile de confiance, la charge est certes répartie de manière égale sur tous les ordinateurs, mais seuls les utilisateurs qui se connaissent sont admis dans le réseau P2P concerné. Le principe d’ami à ami permet de créer une base de confiance et de prévenir les abus du système peer-to-peer décentralisé.

Réseaux hybrides peer-to-peer

Les réseaux peer-to-peer hybrides constituent un cas particulier. Ceux-ci sont certes décentralisés, mais ils misent sur les ordinateurs performants de la communauté, ceux capables de fournir des éléments importants de l’infrastructure grâce à une large bande passante et une grande puissance de calcul. Les tâches administratives sont notamment effectuées par ces super-nœuds. Le reste du transfert de données s’effectue toujours entre les différents ordinateurs.

Quels sont les avantages du peer to peer ?

Les systèmes P2P offrent de nombreux avantages. C’est pourquoi de nombreuses entreprises et communautés consacrent du temps et des ressources au développement et à l’amélioration des réseaux peer to peer. Parmi les principaux avantages, nous pouvons citer les suivants :

Évolutivité

En théorie, la capacité d’un réseau peer to peer est illimitée. Plus il y a d’ordinateurs qui rejoignent le système, plus il devient performant. Après tout, chaque nouveau participant met sa puissance, sa mémoire et sa bande passante au service de l’ensemble de la communauté. La charge totale du réseau P2P est alors répartie sur de nombreux ordinateurs.

Sécurité

Ce système renforce également l’architecture de sécurité d’un réseau peer to peer. Comme il n’y a pas de serveur principal, du moins dans les systèmes décentralisés, celui-ci ne peut pas être attaqué. Même si l’un des ordinateurs du réseau tombe en panne, cela n’a que peu de conséquences sur l’ensemble du système. Seuls les dysfonctionnements d’un super-nœud peuvent se faire ressentir à plus grande échelle. Cela concerne aussi les attaques de logiciels malveillants, qui peuvent certes affecter un ordinateur, mais qui sont en général repoussées par le système interconnecté.

Flexibilité

Dans les réseaux P2P, toutes les tâches peuvent être réparties de manière flexible. Cela concerne notamment les pannes, qui peuvent être amorties de manière optimale. Ce système peut également être avantageux en cas de fonctionnement sans interruption. Alors que le modèle client-serveur nécessite un matériel particulièrement sophistiqué pour répondre à certaines exigences, le modèle peer to peer permet de répartir les tâches afin que chacun apporte sa contribution tout en fournissant des ressources comparables, voire plus importantes.

Quels sont les inconvénients du peer to peer ?

À première vue, le P2P ne semble avoir que des avantages. Mais il y existe aussi quelques inconvénients à prendre en compte :

Effort

La gestion et l’organisation d’un grand réseau peer to peer sont relativement élevées. Comme il peut manquer une instance de contrôle centrale, les modifications et les problèmes doivent être résolus au sein du grand réseau.

Dépendances

S’il est vrai que les systèmes P2P fonctionnent globalement de manière plus indépendante que les solutions client-serveur, cela peut aussi avoir l’effet inverse. Les modifications apportées à un ordinateur au sein du réseau peuvent avoir des répercussions sur tous les autres systèmes, car ils sont tous interdépendants. La disponibilité des données peut également être limitée lorsque des données sont effacées sur un ordinateur et que les fragments correspondants ne sont plus proposés par les autres participants. Le flooding pèse également sur tous les systèmes connectés et peut, dans certaines circonstances, entraîner des exigences élevées pour les différents ordinateurs.

Problèmes juridiques

La liberté est un des grands avantages de l’approche P2P. Celle-ci peut cependant être utilisée à mauvais escient. Si les utilisateurs téléchargent par exemple des contenus protégés par des droits d’auteur, il est très difficile d’y mettre fin. Ici aussi, l’absence d’instance de contrôle joue un rôle important. Les poursuites sont également beaucoup plus compliquées dans un réseau P2P.

Où utilise-t-on le peer to peer ?

Pour faire partie d’un réseau peer to peer, vous avez besoin d’un logiciel P2P spécial à installer sur votre ordinateur. Vous pouvez ensuite utiliser différentes applications et services qui fonctionnent selon le principe du peer to peer, notamment :

Partage de fichiers

La forme la plus connue, et sans doute la plus controversée du peer to peer, a longtemps été les plateformes d’échange et de partage de fichiers sur Internet. Problème : cela était généralement synonyme de violation des droits d’auteur. Pourtant, le partage de fichiers est légal et très pratique. Un réseau P2P n’est qu’une des nombreuses méthodes possibles.

Messagerie et VoIP

Les services de messagerie ou de VoIP (Voice over IP) utilisent souvent l’approche P2P et misent sur plusieurs nœuds au lieu d’un serveur central.

Calcul distribué

Dans la recherche, le peer to peer est utilisé sous forme de calcul distribué. Dans ce cas, des processus partiels sont exécutés sur différents ordinateurs et réunis à la fin en un résultat global.

Blockchains

Le P2P est également un élément important dans le monde des cryptomonnaies et des blockchains. Ainsi, les transactions fonctionnent sans serveur central ni intermédiaire.

Réseaux internes

Dans un contexte professionnel, un réseau peer to peer peut également être très utile. Les données de tous les ordinateurs sont alors disponibles à tout moment pour toutes les personnes autorisées. De plus, les scanners, imprimantes et autres outils de travail peuvent être contrôlés à partir du réseau.