1 Begriff

Mit dem Begriff Peer-to-Peer (P2P) ist dieVorstellung verbunden, dass in einem Ver-bund Gleichberechtigter („Peers“), die sichwechselseitig Ressourcen wie Informa-tionen, CPU-Laufzeiten, Speicher undBandbreite zuganglich machen, kollabora-tive Prozesse unter Verzicht auf zentraleKoordinationsinstanzen durchgefuhrt wer-den [SFTe02]. Drei Eigenschaften lassensich anfuhren, die das Wesen heutigerP2P-Netzwerke ausmachen [Mill01;Bark01]:

1. Client- und Serverfunktionalitat: In ei-nem P2P-Netzwerk kann jeder Knotensowohl Client- als auch Serverfunktio-nalitat leisten. Im idealtypischen Fallesind alle Knoten gleichberechtigt undfunktional gleichwertig.

2. Direkter Austausch zwischen Peers: Esgibt keine zentrale Instanz, welche dieKommunikation zwischen Peers einesP2P-Netzes koordiniert.

3. Autonomie: Den Knoten eines P2P-Netzwerks kommt vollkommene Auto-nomie im Sinne der (Selbst-)Kontrolleihrer eigenen Aktivitaten zu, d. h. sieallein legen fest, wann und in welchemUmfang sie ihre Ressourcen anderenzur Verfugung stellen.

2 Anwendungsbereiche

Vergleichsweise unstrittig lassen sich unterdem Begriff P2P die AnwendungsbereicheInstant Messaging, File-Sharing, GridComputing und Collaboration/P2P-

Groupware subsumieren [SFTe02;STDo01]. Dagegen bilden die im Kontextvon P2P haufig ins Feld gefuhrten WebServices ein eigenstandiges Konzept, wel-ches allerdings eine der technologischenGrundlagen fur P2P-Applikationen wer-den kann.

Instant Messaging (IM) steht stellvertre-tend fur Applikationen, die im Kern aufden zeitlich unmittelbaren Austausch vonNachrichten zwischen Peers ausgerichtetsind. Kennzeichnend fur IM-Anwendun-gen ist, dass den Mitgliedern eines Netz-werkes bekannt gemacht wird, welche an-deren Mitglieder desselben Netzes onlinesind. So lasst sich feststellen, welcher PeerRessourcen bereitstellen bzw. kontaktiertwerden kann. IM-Funktionalitaten sindaus diesem Grund mittlerweile in vieleFile-Sharing- und Collaboration-Anwen-dungen integriert.

File-Sharing. Charakteristisch fur File-Sharing-Systeme ist, dass Netzwerkkno-ten, die als Client Dateien heruntergeladenhaben, unmittelbar als Server dieser Datei-en fur andere Peers zur Verfugung stehen.Prominente Beispiele fur (nichtkommer-zielles) File-Sharing sind Gnutella undNapster. Netzwerke, die auf der Gnutella-Technologie basieren, kommen ohne zen-trale Koordinationsinstanzen aus, d. h. allePeers sind gleichberechtigte Entitaten in-nerhalb des Netzes. Suchanfragen funktio-nieren dabei vereinfacht dargestellt nachdem „Schneeballprinzip“: Eine Suchanfra-ge wird an eine bestimmte Anzahl vonPeers weitergeleitet. Diese leiten die Anfra-ge wiederum an verschiedene Knoten wei-ter, bis die gewunschte Datei gefunden

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Die Autoren

Detlef SchoderKai Fischbach

Prof. Dr. Detlef Schoder,Kai Fischbach,Wissenschaftliche Hochschulefur Unternehmensfuhrung (WHU),Vallendar bei Koblenz,DaimlerChrysler Lehrstuhlfur Betriebswirtschaftslehre,insbesondere Electronic Business,Burgplatz 2,56179 Vallendar,E-Mail:{schoder | fischbach}@whu.edu,http://www.whu.edu/ebusiness

Peer-to-Peer

WI – Schlagwort

oder eine zuvor bestimmte Suchtiefe er-reicht wird. Positive Suchergebnisse wer-den dann an den Nachfrager gesendet, sodass dieser die gewunschte Datei direktvon dem Anbieter herunterladen kann.Durch das Fehlen einer zentralen Koor-dinationsinstanz ist eine �berwachungoder eine vollstandige Abschaltung vonGnutella-basierten Netzen kaum moglich.Darin liegt einer der wesentlichen Unter-schiede zu der mittlerweile infolge recht-licher Verfahren eingestellten Musiktausch-borse Napster: Napster ist kein reinesP2P-System, da ein zentraler Datenbank-Server Suchanfragen verwaltet. Sobald sichein Peer in das Napster-Netzwerk einloggt,werden vom Napster-Server die Dateienregistriert, die der Anwender zur Ver-fugung stellt. Bei einer Suchanfrage liefertder Napster-Server eine Liste mit Peers, diedie gewunschte Datei zum Download be-reitstellen. Der Anwender kann dann einedirekte (serverlose) Verbindung zu denAnbietern aufbauen und die Dateien bezie-hen.

Grid Computing. Grid Computing be-zeichnet die koordinierte Nutzung verteil-ter Rechenressourcen. Der Begriff GridComputing ist eine Analogie zu herkomm-lichen Stromnetzen (engl. power grids):Dem Anwender soll großtmogliche Re-chenleistung uneingeschrankt und orts-unabhangig zur Verfugung stehen. Dazuwird ein P2P-Verbund aus unabhangigen,vernetzten Rechnern geschaffen. Die Ideebesteht darin, dass Rechnergrenzen nichtmehr wahrnehmbar sind und die Gesamt-heit der vernetzten Knoten zu einem logi-schen Rechner zusammengefasst wird.Aufgrund der weitreichenden und flexiblenVernetzungsmoglichkeiten ermoglicht GridComputing außergewohnlich hohe Re-chenkapazitaten, wie sie z. B. fur Rechen-operationen in der Genomanalyse benotigtwerden [FoKe99].

Collaboration / P2P-Groupware. UnterGroupware versteht man Software zur Un-terstutzung der Kommunikation, Koope-ration und Koordination von Arbeits-bzw. Personengruppen. Jungere Produktewie Groove (www.groove.net) dokumen-tieren, dass durch P2P-Netzwerke betontdezentrale Groupwaretool-Architekturenentstehen, die entsprechend eine dezentraleAdministrierung von Arbeitsgruppen und,im Zusammenspiel mit File-Sharing-Tech-nologien, ein vollstandig dezentrales Da-tenmanagement uber Unternehmensnetz-werkgrenzen hinaus erlauben.

Die den P2P-Anwendungsbereichen zu-grunde liegenden Technologien und die da-mit verknupften Herausforderungen sindallesamt nicht neu [Oram01]. Je nach defi-nitorischer Fassung des Begriffs ist P2Psogar als eine der altesten Architekturphi-losophien in der Welt der Telekommunika-tion zu begreifen: So lassen sich u. a. dasTelefonsystem, das Usenet mit seinen Dis-kussionsforen oder das fruhe Internet bzw.das ARPANET als P2P-Netzwerke klassi-fizieren [MiHe01]. Einige Stimmen spre-chen demzufolge davon, dass P2P das In-ternet zu seinen Ursprungen zuruckfuhrt,als jeder Rechner gleichberechtigt im Netzexistierte.

3 BetriebswirtschaftlicheNutzenpotenziale

Der mittlerweile hohe Penetrationsgradleistungsfahiger Kommunikationsnetzwer-ke, Standardisierungsfortschritte, neue An-wendungsbereiche sowie benutzerfreund-liche Applikationen und Clients eroffnender P2P-Technologie große Potenziale. Be-gunstigt wird diese Entwicklung durch dieauch weiterhin zu erwartenden fallendenKosten fur Speicherung und Transport vondigitalen Informationen. P2P-Technolo-gien versprechen durch die weitgehendeLoslosung von zentralen Institutionenneue Dimensionen des Informationsmana-gement, z. B. Beschleunigung von (Kom-munikations-) Prozessen, hohe Austausch-fahigkeit auch aktueller, dezentralgenerierter Informationen – und damit dieUnterstutzung von ad hoc-Arbeitsgruppen– sowie Kostensenkung, etwa durchbessere Auslastung „brachliegender“ Res-sourcen. Dezentrale und (teil-)autonomeStrukturen sowohl geschafts- als auch tech-nologiegetriebener Anwendungen mitP2P-Technologie zu realisieren, scheint da-her ein vorteilhafter Ansatz zu sein. Be-triebswirtschaftlich interessant ist die Fra-ge, ob und in welchem Ausmaß P2Pgegenuber anderen Architekturkonzeptenwie etwa Client/Server Vorteile besitzt. Einentsprechender Vergleich lasst sich zwaranhand von technischen und okono-mischen Kriterien wie etwa Netzlast, Ver-fugbarkeit, Performance oder Kostendurchfuhren, greift aber womoglich zukurz, da sich uber P2P-Netzwerke uber-haupt erst neue Anwendungsszenarien er-schließen, die mit herkommlichen Ansat-zen kaum praktikabel zu realisieren sind.

P2P-Netzwerke folgen dabei wenigereinem Top-Down-Gestaltungs- und Pla-nungsansatz. Vielmehr begunstigt P2Peinen Bottom-Up-Ansatz im Sinne emer-genter, selbst-organisierender Netzwerkebzw. der sie nutzenden Communities.Dabei ist die Entwicklung, Große, Zu-sammensetzung sowie das Netzwerkauf-kommen und die Stabilitat von P2P-Netz-werken (speziell in uberbetrieblichenKontexten) allerdings kaum plan- bzw.vorhersehbar. Offen ist auch, ob dezentrale(Selbst-) Kontrolle mit Anforderungenhinsichtlich Datenqualitat, dauerhafter Ver-fugbarkeit, Sicherheit und (fairer) Kosten-aufteilung umgehen kann. Inwieweit sichUnternehmen P2P zu Nutze machen kon-nen, wird daher kontrovers diskutiert.

4 Forschungs-und Entwicklungsbedarfe

Obgleich z. B. Instant Messaging bereitsvielfach Einzug in betriebliche Ablaufe ge-funden hat, ist dies den ubrigen P2P-An-wendungen nicht zu bescheinigen. Damitsich diese im industriellen Umfeld weitrau-mig etablieren konnen, gilt es noch eineReihe grundlegender Herausforderungenzu bewaltigen, von denen im Folgendeneinige exemplarisch skizziert werden.

Interoperabilitat – Interoperabilitat be-zeichnet die Fahigkeit einer Entitat (Deviceoder Applikation), mit anderen Entitatenzu kommunizieren, von ihnen verstandenzu werden und mit ihnen Daten zu tau-schen. Von diesem Zustand ist die heutigeP2P-Welt weit entfernt, denn beinahe alleApplikationen verwenden spezifische Pro-tokolle und Schnittstellen, d. h. eine an-wendungs- und netzwerkubergreifendeInteroperabilitat ist in aktuellen P2P-Netz-werken in der Regel nicht moglich.

Derzeit werden Bestrebungen vorange-trieben, eine gemeinsame Infrastruktur(Middleware) mit standardisierten Schnitt-stellen fur P2P-Anwendungen zu schaffen.Das soll zu kurzeren Entwicklungszeitenund einer einfacheren Anbindung von An-wendungen an bestehende Systeme fuhren.Insbesondere im Kreis des W3-Konsor-tiums (www.w3c.org) und des Global GridForums (www.gridforum.org) wird dis-kutiert, welche Architekturen und Pro-tokolle fur dieses Vorhaben geeignet er-scheinen.

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Sicherheit – Effektive Sicherheitsmechanis-men gehoren aufgrund der hinlanglich be-kannten Bedrohungen fur vernetzte Syste-me zu den wichtigsten und komplexestenAnforderungen an eine moderne IT-Infra-struktur. Der Einsatz von P2P-Techno-logien fuhrt dabei zu weiteren Herausfor-derungen. Zum einen erfordert dieVerwendung von P2P-Anwendungen hau-fig, Dritten den Zugriff auf die Ressourcendes eigenen Systems zu gewahren – bei-spielsweise um Dateien gemeinsam zu nut-zen oder CPU-Laufzeiten zu teilen. Die�ffnung eines Informationssystems, zuZwecken der Kommunikation mit anderenoder des Zugriffs durch andere, kann kriti-sche Seiteneffekte haben. So werden beider Kommunikation in P2P-Netzen haufigkonventionelle Sicherheitsmechanismen,wie etwa Firewall-Software, umgangen.Damit konnen u. a. Viren und Trojaner inUnternehmensnetzwerke gelangen, die an-derweitig womoglich abgefangen wordenwaren. Ein weiteres Beispiel ist die Kom-munikation uber Instant Messaging-Soft-ware. Kommunikation findet dort vielfachunverschlusselt statt, so dass gegebenenfallsFirmendaten abgehort werden konnen.Um P2P fur den betrieblichen Einsatz inte-ressant zu machen, mussen Verfahren undMethoden der Authentifizierung, Auto-risierung, Verfugbarkeit, Datenintegritatund Vertraulichkeit zur Verfugung gestelltwerden.

Metadaten – Beim Einsatz von P2P-Tech-nologie tritt das Problem auf, Informatio-nen auffindbar zu machen, die gegebenen-falls deutlich schwieriger zu identifizierensind als beispielsweise MP3-Dateien inner-halb kontextspezifizierter Tauschborsen.Um Rohdaten in verwertbare Informatio-nen umwandeln und diese fur die effizienteSuche nutzbar zu machen, benotigt mangeeignete Metadaten-Konzepte, wie siebeispielsweise im Zusammenhang mit TimBerners-Lees Vision des Semantic Web und

aufkommender XML Standards diskutiertwerden [Bern99].

Faire Allokation von Ressourcen – Free-Riding (bzw. freeloading), d. h. Peers nut-zen die im P2P-Netzwerk vorhandenenRessourcen, stellen allerdings selbst keineRessourcen zur Verfugung, kann furP2P-Netzwerke ein erhebliches Problemdarstellen. Diese Verhaltensweise unter-lauft benannte P2P-Charakteristika, da defacto zentrale Knoten und Flaschenhalseentstehen, die die Verfugbarkeit von Infor-mationen und die Netzwerk-Performanceeinschranken. Damit verbunden sind ins-besondere auch negative Anreize, eigeneRessourcen zur Verfugung zu stellen. EinLosungsansatz besteht in der Protokollie-rung und Zuordnung von Transaktionenund Ressourcennutzung sowie in der Um-setzung entsprechend negativer (z. B. Be-lastung von Kosten) oder positiver Anreize(z. B. Gutschrift in Form von Geldein-heiten und Nutzungsrechten). Allerdingsergeben sich aufgrund der Abwesenheitzentraler Instanzen schwierige Fragen hin-sichtlich der Akzeptanz, Durchsetzung,Privatheit der Nutzungsdaten etc. und da-mit letztlich der Praktikabilitat.

5 Ausblick

Es ist nicht davon auszugehen, dassP2P-Netzwerke Client/Server-Systemeganzlich verdrangen werden. Vielmehr isteine Synthese zu erwarten, welche die Vor-teile beider Ansatze in Form von Hybrid-systemen vereint. Denkbar ist beispiels-weise, dass zentrale Server Sicherheits-funktionen abwickeln oder Verzeichnis-und Transaktionsdienste ubernehmen.

Instant Messaging, welches derzeit bevor-zugt eine Mensch-Mensch-Kommunika-tion befordert, wird kunftig um Anwen-

dungsszenarien der Mensch-Maschine-und der Maschine-Maschine-Kommunika-tion erganzt werden.

Die P2P-Netzwerken zugrunde liegendeDesignphilosophie durfte im Zuge desMobile Business und des Ubiquitous Com-puting verstarkt aufgegriffen werden – ins-besondere wenn es darum geht, in Abwe-senheit koordinierender, zentralerInstanzen eine Kommunikation zwischenmobilen, spontan vernetzten Peers oder En-titaten (PDAs, Handies, Computern, Gera-ten oder allgemein „Dingen“) zu etablieren.

Der (uber-)betriebliche Einsatzgrad vonP2P wird maßgeblich von der Bewaltigungtechnologischer, okonomischer und juris-tischer Herausforderungen abhangen[SFTe02].

Literatur

[Bark01] Barkai, David: Peer-to-Peer Computing.Technologies for Sharing and Collaboration onthe Net. Intel Press, 2001.

[Bern99] Berners-Lee, Tim: Weaving the Web: TheOriginal Design and Ultimate Destiny of theWorld Wide Web. Harper, 1999.

[FoKe99] Foster, Ian; Kesselman, Carl (ed.): TheGrid: Blueprint for a New Computing Infra-structure. Morgan Kaufmann, San Francisco1999.

[MiHe01] Minar, Nelson; Hedlund, Marc: A Net-work of Peers, Peer-to-Peer Models Throughthe History of the Internet. In: [Ora01], S. 3–37.

[Mill01] Miller, Michael: Discovering P2P. Sybex,San Francisco 2001.

[Oram01] Oram, Andy (ed.): Peer-to-Peer: Har-nessing the Benefits of a Disruptive Technology.O’Reilly, 2001.

[SFTe02] Schoder, Detlef; Kai Fischbach; Teich-mann, Rene (Hrsg.): Peer-to-Peer. �kono-mische, technologische und juristische Perspek-tiven. Springer, 2002.http://www.whu.edu/ebsuiness/p2p-buch/

[STDo01] Shirky, Clay; Truelove, Kelly; Dornfest,Rael (ed.): 2001 P2P Networking Overview.O’Reilly, 2001.

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