CONSULTORÍA ESTRATÉGICA EN TECNOLOGÍAS DE LA INFORMACIÓN Y COMUNICACIONES

CONSULTORIA EN REDES Y SERVICIOS DE TELECOMUNICACIONES




3. Aplicaciones y modelos de negocio del P2P

Autor: Ramón Jesús Millán Tejedor

Libro: Distribución de Libros Digitales en Redes P2P

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El modelo P2P ha estado asociado desde su nacimiento a iniciativas bastante alejadas del concepto “negocio”. Los programas P2P han sido tradicionalmente en su gran mayoría gratuitos, estando también muchos de ellos detrás de proyectos de software libre.

Es bien cierto que la base del modelo P2P, tal y como se ha conocido tradicionalmente, es la obtención e intercambio de recursos gratuitamente, pero si el fenómeno quiere subsistir tarde o temprano debe empezar a generar beneficios. De hecho, muchas de estas empresas han tenido que desaparecer por los enormes costes que suponía sufragar las continuas disputas legales en que se veían envueltas. Las empresas que se encargan de la gestión de las iniciativas P2P deben empezar a pensar en cómo convertir sus usuarios en fuentes de ingresos.

La tecnología P2P tiene grandes posibilidades empresariales para la colaboración y comunicación, el intercambio de archivos e información, el arrendamiento de capacidades ociosas de las computadoras, la distribución legal de contenidos digitales, etc. Debido a la gran cantidad de aplicaciones y a los enormes beneficios que generan las aplicaciones P2P, están apareciendo en el mercado utilidades e iniciativas que pretenden hacer negocio con esta tecnología, con acciones como: aceptar la esponsorización y campañas de marketing y la extracción y venta de datos de los usuarios bajo su consentimiento, recibir donaciones, establecer versiones mejoradas de pago y establecer servicios de suscripción.

Muchas de las aplicaciones de las arquitecturas P2P pueden ser cubiertas por las arquitecturas cliente-servidor. Sin embargo, las características del P2P traen consigo importantes mejoras respecto a las aplicaciones tradicionales. Las principales aplicaciones actuales del P2P se pueden agrupar en: colaboración, mensajería instantánea y telefonía IP, juegos en red, compartición de ficheros, distribución de contenidos, sincronización de datos y compartición de capacidad de procesamiento.

3.1. Colaboración

La informática colaborativa (groupware) consiste en varias tecnologías y procesos para eliminar el aislamiento de los empleados individuales y construir un nuevo modelo empresarial y de formación cooperativo. En un grupo de trabajo, colaboración implica compartir ideas y recursos a través de comunicaciones interactivas. Por ejemplo, para colaborar en un proyecto, es probable que los miembros del equipo necesiten intercambiar mensajes y documentos y disponer de un calendario de actividades y tareas conjuntas continuamente sincronizado. El intercambio de mensajes puede ser realizado por aplicaciones como correo electrónico, chat, mensajería instantánea, telefonía o videoconferencia IP. Durante las reuniones, puede ser de ayuda tener una pizarra electrónica virtual compartida para facilitar la comunicación entre distintos colaboradores. Los documentos se desarrollan, tanto individualmente y compartidos, como elaborados conjuntamente. Otro ejemplo se produce cuando desarrolladores de software trabajan al mismo tiempo sobre los mismos ficheros de código.

Una de las grandes ventajas de emplear la tecnología P2P para colaboración es que una aplicación puede desarrollarse totalmente sin depender de servidores u otros sistemas administrados de forma centralizada. De este modo, los programas P2P se encargan de descubrir los otros nodos y de encaminar de forma segura los mensajes entre los distintos usuarios. Entre las aplicaciones más completas para la colaboración en LAN e Internet empleando arquitectura P2P, del tipo del famoso IBM Lotus Notes en arquitectura cliente-servidor, está Groove. Groove integra mensajería instantánea, chat, intercambio de archivos, agenda de contactos y calendario común, y hace posible trabajar en grupo directamente sobre el mismo archivo de Word, todo ello con total seguridad. Típicamente, Groove centraliza una serie de servicios (en una sola plataforma servidor o en varias) con el fin de hacer la comunicación más eficiente y transparente a los usuarios: presencia, retransmisión, correo electrónico y DNS.

Colaboración con Groove

Figura 8: Groove.

3.1.1. Mensajería instantánea, telefonía y videoconferencia IP

La telefonía basada en Internet o VoIP (Voz sobre IP) ha estado disponible desde hace muchos años, pero no ha sido capaz de captar el mercado dominante. Las principales razones han sido la baja calidad de las llamadas, el bajo porcentaje de concreción de llamadas debido a la presencia de cortafuegos (firewalls) y de NAT (Network Address Translator) y las complejas y poco intuitivas interfaces de usuario.

La centralización empleada por los sistemas tradicionales, como AOL Instant Messenger o MSN Messenger, puede superar algunas de estas dificultades encaminando las llamadas a través de cortafuegos o dispositivos NAT. No obstante, el costo del funcionamiento de la red se eleva demasiado como para ofrecer el servicio a bajo costo. Además, aumenta en proporción al número de usuarios. Como resultado, las compañías que ofrecen tales servicios destinan muy pocos recursos a los servidores por usuario, lo que perjudica la calidad de las llamadas.

Por ello, el siguiente paso lógico en la revolución originada por el intercambio de ficheros a través de la tecnología P2P, fue la telefonía IP; y Skype fue el primer programa en desarrollar una red de telefonía de este tipo. Skype aprovecha eficientemente todos los recursos disponibles en una red, elevando así el porcentaje de concreción de llamadas y la calidad de éstas hasta niveles ligeramente inferiores al sistema telefónico básico. Además de telefonía y videoconferencia IP, Skype permite establecer sesiones de mensajería instantánea y transferencia de ficheros directa entre usuarios.

Mensajería instantánea, telefonía y videoconferencia IP con Skype

Figura 9: Skype.

3.2. Juegos en red

Los juegos en red participan de las mismas características comunes de otros juegos de ordenador: una tecnología de representación (gráficos, sonido, etc.) y una misión o historia que define el objetivo del juego. Adicionalmente, en los juegos en red existen un entorno compartido y varios participantes en localidades remotas.

Normalmente, un servidor central es el encargado de realizar una representación del estado del mundo, para lo cual admite conexiones de los jugadores, cambia el estado del mundo con cada interacción de cada jugador y con cada ciclo de refresco de la dinámica del mundo y difunde el nuevo estado del mundo en todo o en parte a cada jugador. Todo esto se debe hacer a un ritmo tal que sea posible una acción fluida de los jugadores. Los servidores de juego, por tanto, son máquinas dimensionadas adecuadamente para soportar un gran número de usuarios o de partidas, estando optimizadas para procesar una gran cantidad de transacciones por segundo. En ellas prima la baja latencia en la remisión del estado del mundo a todos los usuarios conectados. Para procesar las complejas interacciones entre usuarios se requiere además gran cantidad de memoria y procesadores potentes.

Los juegos en red constituyen un área muy atractiva para el P2P, debido a varias razones. Por una parte, la mentalidad de los jugadores suele estar muy abierta a nuevas tecnologías, tales como el P2P. Además, el tráfico generado por los juegos es generalmente manejable y capaz de ser soportado por redes P2P; el P2P permite un mejor control de las comunidades en contraposición a los servidores centrales que suelen soportar todos los juegos. Finalmente, los diseñadores de juegos no son partidarios de comprar y mantener servidores fiables con la capacidad necesaria para un gran número de jugadores.

El potencial de tecnología P2P ya se ha demostrado en varios tipos de juegos, como, por ejemplo, JXTA Chess, que es un juego de ajedrez típico por Internet desarrollado con tecnología JXTA.

Juegos en red JXTA Chess

Figura 10: JXTA Chess.

3.3. Compartición de ficheros

La compartición de ficheros es la más conocida y a la vez la más controvertida de las posibles aplicaciones de las tecnologías P2P. Una característica de estas tecnologías es que la información se distribuye de forma totalmente flexible, segura y dinámica, haciendo que su control sea realmente complicado. Por este motivo se ha empleado tradicionalmente para la difusión no autorizada de material protegido por derechos de autor.

Programas como Kazaa o eDonkey2000 se utilizan habitualmente para compartir contenidos protegidos por derechos de autor, lo cual ha generado una auténtica batalla legal entre los desarrolladores y usuarios de estos programas y las productoras cinematográficas y discográficas. La gestión de derechos digitales o DRM (Digital Rights Management) permite que la distribución de los contenidos cumpla en todo momento el copyright establecido. Las técnicas de DRM se basan en encriptación, la cual permite a los dueños del contenido controlar cómo podrán acceder a los recursos los distintos usuarios, incluyendo la cuestión de licencias y desencriptación en el dispositivo cliente. Están ya disponibles servicios, como Snocap o Audible Magic, que permiten controlar la legalidad de los contenidos compartidos a través de una red P2P. Por otro lado, existen también redes P2P destinadas al intercambio legal de contenidos digitales, como PeerImpact o iMesh.

La descarga de contenidos digitales en este tipo de redes totalmente legales tiene grandes ventajas para los usuarios sobre las descargas en las redes P2P convencionales: para interaccionar con la red P2P, los clientes no contienen ningún tipo de código malicioso (adware o spyware), los ficheros descargados no son en ningún caso falsos (fake) o de baja calidad (spoof), los usuarios recibirán información más amplia del fichero descargado (artistas, contenidos, letras, recomendaciones, enlaces, etc.), no se fomenta la piratería, se podría actuar como registribuidor de contenidos siendo compensado por ello, etc.

Intercambio de ficheros con PeerImpact

Figura 11: PeerImpact.

3.4. Distribución de contenidos

La distribución de contenidos se diferencia de la compartición de ficheros en que dichos ficheros se replican en este caso entre todos los distintos pares. Las redes P2P pueden ser de gran utilidad para la distribución de contenidos como periódicos y revistas digitales, vídeo bajo demanda (películas a la carta) o aplicaciones de streaming vídeo o audio (como televisión o radio).

El contenido se distribuye así a través de Internet desde una entidad, como por ejemplo un periódico electrónico, a los pares. El principal beneficio de la solución P2P es que sólo unos pocos pares necesitan acceder al servidor del periódico para descargarse el artículo. Después, los pares se replican el artículo entre ellos. De esta forma, el periódico que distribuye los datos siguiendo esta solución no necesita un servidor muy potente y de alto costo, sino algo mucho más modesto. Existe también un nivel de ahorro adicional dentro de las propias organizaciones. Cuando el artículo se envía a un par dentro de una red corporativa, puede emplearse un broadcast IP para distribuir inmediatamente el artículo a todos los pares de esa organización. De este modo, el enlace entre la organización e Internet no requiere la capacidad que supondría que todos los pares se descargaran el artículo a través de un navegador Web. La transferencia de contenidos mediante P2P entre ordenadores dentro de una misma Intranet podrá sustituir así a WFW (Windows for Workgroups), NFS (Network File System) y FTP (File Transfer Protocol).

Por otro lado, tenemos la distribución de contenidos en tiempo real. Mediante las recientes técnicas de streaming, es posible visualizar ficheros de vídeo o escuchar ficheros de audio en Internet sin necesidad de descargarlos previamente al disco duro. Esta facilidad ha favorecido la proliferación de cadenas de radio y emisoras de televisión en la Red, que si bien aún no tienen la calidad de las obtenidas mediante las radios y televisores tradicionales, ofrecen a los usuarios la posibilidad de visualizar o escuchar en su ordenador contenidos de cualquier lugar del mundo.

Las arquitecturas de streaming actuales se basan en el modelo cliente-servidor. La más sencilla es la de un servidor para varios clientes, pero existen entornos más complejos con varios servidores, con los mismos o diferentes contenidos, que dan servicio a los clientes más cercanos. En este segundo entorno, la replicación de contenidos entre servidores se realiza por FTP o por multicast IP. Es preferible este segundo procedimiento, pues permite que todos los contenidos estén disponibles inmediatamente para todos los usuarios. En otros sistemas se distribuye bajo demanda, es decir, el cliente pide el contenido al servidor más cercano, y en el caso de que éste no lo tenga, se encargará de solicitarlo al servidor central para poder dárselo al cliente y guardarlo para siguientes peticiones.

De nuevo, el P2P es un medio ideal para que dicha distribución de contenidos en tiempo real mejore su eficiencia y calidad a un menor costo. La BBC ha sido una de las primeras cadenas de televisión mostrar en la Red toda su programación de radio y televisión mediante una tecnología que ha denominado Internet Media Player, basada en P2P y que incorpora mecanismos de DRM, preservando los derechos de autor de lo emitido por la cadena y pudiendo especificar el tiempo que se tiene para ver un programa.

Internet Media Player de BBC IMP

Figura 12: BBC IMP.

3.5. Sincronización de datos

La sincronización en P2P es muy similar a la distribución de contenidos, con la diferencia de que se trata a un nivel más granular. Los usuarios domésticos y empresariales están acostumbramos a sincronizar datos entre distintos dispositivos, como por ejemplo, la agenda de contactos entre el terminal móvil y el PC.

La sincronización podría emplearse, por ejemplo, para que los fabricantes de software distribuyan los parches de aplicaciones entre sus clientes, o para que los teletrabajadores actualicen documentos entre su ordenador doméstico y los servidores de almacenamiento de la empresa. Microsoft incorpora en Windows Vista tecnología P2P para la distribución de contenidos y la sincronización de datos. Dicha tecnología, que la compañía de Bill Gates ha bautizado como Avalanche, está destinada a las descargas de material legal, como software comercial o emisiones de radio y televisión, ya que Microsoft está trabajando codo con codo con las empresas discográficas, las productoras cinematográficas y otras compañías de desarrollo de software para proporcionar mecanismos de seguridad que aseguren el control de todo el tráfico de las redes P2P creadas con su sistema. Avalanche se utiliza también para la descarga de parches y actualizaciones de seguridad, tareas que tradicionalmente se realizaban desde una serie de servidores centrales propiedad de Microsoft, y que creaban cuellos de botella en dichos servidores. En cambio, descargando estas actualizaciones desde los ordenadores de otros usuarios que a su vez las han terminado de descargar se gana en velocidad, aparte de no congestionar los servidores de la compañía fabricante del software, lo que redundaría en un mejor servicio. Esta tecnología cuenta, evidentemente, con mecanismos de seguridad que garantizan el anonimato de los participantes en la conexión, así como la verificación de la legitimidad del contenido intercambiado y su integridad, y establecen reglas para que en la máquina destino no entre nada más que la información correspondiente al fichero intercambiado.

La sincronización podría emplearse también para la realización de copias de seguridad automáticas de datos críticos de nuestros ordenadores, algo que ya está explotando comercialmente Popular Telephony. Popular Telephony ofrece PeerioData, que permite crear redes de almacenamiento sin servidores dedicados, reduciendo así los costes en infraestructura y mantenimiento. PeerioData segmenta los archivos que han de almacenarse y los distribuye comprimidos y encriptados entre el espacio libre de los discos de distintos ordenadores conectados a la red. Cuando el usuario quiere acceder a un fichero, PeerioData recupera y recompone las diversas piezas, si es posible a partir de varias copias, con el fin de equilibrar la carga y aumentar la velocidad. Para disponer de redundancia y disponibilidad, el software distribuye múltiples copias de cada pieza.

3.6. Compartición de ciclos de procesamiento

Los PC mejoran continuamente en velocidad, espacio de almacenamiento y precio. Los ordenadores de hoy son mucho más potentes que los servidores de hace un par de años. De hecho, la única diferencia entre un ordenador y un servidor es en muchos casos el mayor ancho de banda de entrada-salida que el servidor es capaz de procesar. Existen otras diferencias, pero tienen que ver más con la gestión, fiabilidad y escalabilidad; en cuanto a velocidad de procesamiento, capacidad de almacenamiento y memoria, las diferencias son cada vez menores.

Los programas demandan cada vez más velocidad de procesamiento y más espacio en disco. No obstante, la mayoría de las aplicaciones no utilizan el 100% de los recursos de los ordenadores, por lo que la capacidad sobrante es bastante importante. Las aplicaciones y protocolos P2P pueden utilizar el exceso de potencia de cálculo y almacenamiento para crear sistemas donde todo el procesamiento sea realizado por pares en vez de por servidores.

La idea es emplear esta capacidad de cálculo sobrante para resolver problemas complejos, dividiéndolos en subproblemas que puedan ser resueltos de forma independiente por un gran número de ordenadores. Por lo general, se requiere un servidor central para controlar los recursos ofrecidos por cada ordenador; los ordenadores no operan como servidores, y no existe comunicación entre ordenadores. No obstante, una parte significativa del sistema se ejecuta en los ordenadores, con gran autonomía, por lo cual se considera un sistema P2P. El servidor central es el encargado de dividir el problema que se ha de resolver y de distribuirlo entre los distintos ordenadores conectados. Cada uno de los ordenadores registrados está equipado con un software cliente, que se ejecuta en los períodos de inactividad. Una vez finalizado el trabajo, el resultado se envía de vuelta al servidor, y se remite un nuevo trabajo al cliente.

Aunque esta tarea es complicado de llevar a la práctica, existen ya programas P2P que funcionan de este modo. El más popular es el software asociado al proyecto SETI@home, cuyo objetivo es la búsqueda de vida extraterrestre mediante la detección de su tecnología de comunicaciones, buscando patrones que demuestren inteligencia en las ondas de radio procedentes del espacio. Para ello, cualquier persona que quiera colaborar puede descargarse un salvapantallas gratuito que, instalado en su ordenador, analiza señales del espacio captadas con el radiotelescopio de Arecibo.

La idea es que estos programas acaben por cubrir todo tipo de áreas de interés para empresas y usuarios, como aplicaciones financieras y de biotecnología, y establecer modelos de negocio en los que se compre la potencia de cálculo de otros usuarios para poder resolver los distintos problemas, algo en lo que ya están trabajando compañías con United Devices.

Compartición de ciclos de procesamiento con SETI@home

Figura 13: SETI@home.

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