Almacenamiento en caché P2P

El almacenamiento en caché entre pares (o almacenamiento en caché P2P ) es una tecnología de gestión del tráfico de redes informáticas utilizada por los proveedores de servicios de Internet (ISP) para acelerar el contenido entregado a través de redes entre pares (P2P) al tiempo que reduce los costes de ancho de banda relacionados.

El almacenamiento en caché P2P es similar en principio al almacenamiento en caché de contenido que los ISP han utilizado durante mucho tiempo para acelerar el contenido web ( HTTP ). El almacenamiento en caché P2P guarda temporalmente el contenido popular que fluye hacia la red de un ISP. Si el contenido solicitado por un suscriptor está disponible en la caché, esta satisface la solicitud desde su almacenamiento temporal, eliminando la transferencia de datos a través de costosos enlaces de tránsito y reduciendo la congestión de la red . Este enfoque podría llevar a los ISP a infringir la ley, ya que los sistemas P2P comparten archivos que infringen los derechos de autor en partes significativas. ^{[ 1 ]}

El contenido P2P responde bien al almacenamiento en caché porque tiene patrones de reutilización elevados que reflejan una distribución similar a la de Zipf . ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]} Las comunidades P2P tienen diferentes parámetros de Zipf ^{[ 4 ]} que determinan qué fracción de archivos se solicita varias veces. Por ejemplo, una comunidad P2P puede solicitar el 75 % del contenido varias veces, mientras que otra puede solicitar solo el 10 %.

Algunos dispositivos de almacenamiento en caché P2P también pueden acelerar el tráfico de transmisión de video HTTP desde YouTube , Facebook , RapidShare , MegaUpload , Google , AOL Video , MySpace y otros sitios web para compartir videos. ^{[ 5 ]}

El almacenamiento en caché P2P consiste en crear una caché o espacio de almacenamiento temporal para datos P2P, utilizando hardware de comunicaciones especializado, almacenamiento en disco y software asociado. Esta caché se ubica en la red del ISP, ya sea junto con los enlaces de tránsito de Internet, en puntos de agregación clave o en cada cabecera de cable.

Una vez establecida una caché P2P, la red redirigirá de forma transparente el tráfico P2P a la caché, que sirve el archivo directamente o pasa la solicitud a un usuario P2P remoto y, simultáneamente, almacena en caché esos datos para el siguiente usuario. El grado de beneficio del almacenamiento en caché depende de la similitud de los intereses de contenido de los clientes del ISP. Debido a la cantidad relativamente pequeña de contenido compartido en los sistemas P2P (en comparación con la Web) y a los intereses semánticos, geográficos y organizativos de los usuarios ^{[ 4 ],} la tasa de compartición en P2P puede ser significativamente mayor que el almacenamiento en caché HTTP/Web .

El almacenamiento en caché P2P suele funcionar con una tecnología de mitigación de tráfico de red llamada Inspección Profunda de Paquetes (DPI). Los proveedores de servicios utilizan la tecnología DPI para comprender el tráfico que circula por sus redes, separarlo y procesarlo para lograr una entrega más eficiente. Los productos DPI identifican los paquetes P2P y los envían al sistema de almacenamiento en caché P2P para que este pueda almacenar el tráfico y acelerarlo.

Peerapp Ltd. posee la primera patente ^{[ 6 ]} para la tecnología de almacenamiento en caché P2P, que fue presentada en 2000.

En 2008, se estimó que el tráfico peer-to-peer representaba el 50% de todo el tráfico de Internet, y se esperaba que se cuadruplicara entre 2008 y 2013, alcanzando 3,3 exabytes por mes, o el equivalente a 500 millones de DVD cada mes. ^{[ 7 ]} Sin embargo, esta tendencia se ha interrumpido, ya que en 2016 el tráfico P2P global comenzó a disminuir, mostrando un descenso del 6% entre 2016 y 2021. ^{[ 8 ]} Estas estadísticas pueden explicarse por la popularización de los servicios de vídeo bajo demanda , que (hasta el momento) han utilizado una arquitectura centralizada para la distribución de datos.

El aumento del tráfico P2P ha generado problemas para los proveedores de servicios de Internet (ISP). Las redes pueden saturarse con tráfico P2P, lo que provoca congestión en otros tipos de uso de Internet. El costo del tráfico P2P es desproporcionado con respecto a los ingresos que los ISP obtienen de estos clientes debido a los paquetes de ancho de banda de tarifa plana que suelen vender. Para evitar que el tráfico P2P degrade el servicio para todos los suscriptores, los ISP generalmente se enfrentan a tres opciones:

• Invierta en mayor ancho de banda y equipos. Desafortunadamente, aumentar el ancho de banda a menudo no resuelve el problema, ya que las aplicaciones P2P tienden inherentemente a consumir todo el ancho de banda disponible.
• Implementar límites de bytes más estrictos, políticas o modelado de tráfico P2P , limitando la velocidad del tráfico P2P. La dificultad radica en que los paquetes P2P son cada vez más difíciles de identificar, especialmente con la introducción del cifrado (como el del protocolo BitTorrent ). El modelado de tráfico también puede generar publicidad negativa y reacciones adversas por parte de los clientes.
• Implementar algún tipo de almacenamiento en caché P2P.

El almacenamiento en caché reduce la demanda de ancho de banda en los enlaces críticos de Internet y mejora la experiencia para todos los usuarios: usuarios P2P, cuyo intercambio de archivos mejora gracias al uso de la caché, y usuarios que no utilizan P2P, que experimentan un mejor rendimiento en redes no congestionadas por el tráfico P2P.

Los primeros usuarios del almacenamiento en caché P2P han sido los proveedores de servicios de Internet (ISP) de Asia, la Cuenca del Pacífico, América Latina, el Caribe y Oriente Medio, cuyos suscriptores son grandes usuarios de redes P2P y donde proporcionar el ancho de banda adicional para gestionar los datos P2P resulta muy costoso debido al precio de los enlaces de tránsito internacionales.

Se prevé que el almacenamiento en caché P2P se convierta en una tecnología cada vez más esencial para los ISP y los MSO (operadores de sistemas múltiples) en todo el mundo, especialmente con la creciente popularidad del contenido P2P entre los suscriptores de banda ancha y la adopción de P2P como estrategia de distribución de contenido por parte de proveedores de contenido convencionales como la BBC .

• Software de almacenamiento en caché multimedia PeerApp UltraBand
• Corelli ^{[ 9 ]} es un sistema de almacenamiento en caché P2P basado en la comunidad que opera de forma descentralizada a través de múltiples pares. Esto permite que se implemente un servicio de almacenamiento en caché en entornos que no poseen una infraestructura de almacenamiento en caché fija, por ejemplo, una red inalámbrica ad hoc .
• El almacenamiento en caché comunitario es una solución de almacenamiento en caché distribuido, sensible a los intereses de la comunidad P2P, para sistemas P2P estructurados (basados ​​en DHT). Reduce la sobrecarga derivada del aislamiento de las comunidades P2P y la pérdida de popularidad del contenido debido a la agregación de contenido de múltiples comunidades. ^{[ 4 ]}