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.