lunedì, ottobre 27, 2008

L'auto-organizzazione nell'era del P2P.


Se lasciassimo che ogni computer stabilisca delle connessioni con altri secondo gli obiettivi individuali dei rispettivi proprietari, ovvero la ricerca di contenuti digitali rispondenti ai rispettivi gusti personali o interessi culturali, avremmo avviato la formazione di una rete peer-to-peer.
Questo è pacifico. Meno immediato è che una rete siffatta si costituirebbe secondo un meccanismo di auto-organizzazione: una modalità di sviluppo od interconnessione che possiamo ricondurre ad un semplice assunto di base, ovvero la mancanza di un'entità individuale, interna od esterna, che svolga funzioni organizzative, quale un leader, un direttore d'orchestra, un pace-maker, un architetto.

Su Internet, una rete peer-to-peer è un insieme dinamico di relazioni logiche tra computer, nessuno dei quali svolge funzioni organizzative direttive, e in cui ciascuno partecipa alla rete in condizioni paritetiche rispetto a tutti gli altri.
Il successo delle reti peer-to-peer è ormai consolidato.
Esse sono apparse quasi improvvisamente sul finire degli anni '90, con l'esplosione di Napster e di Freenet: entrambi pionieri della comunicazione peer-to-peer su Internet, questi due modelli di rete differivano in una maniera fondamentale che avrebbe portato ad una successiva classificazione in reti P2P strutturate (Napster) e non-strutturate (Freenet), che essenzialmente differiscono per l'adozione delle Tabelle Hash Distribuite (DHT).
A parte gli aspetti più tecnici sulla differenza tra i due approcci, i successi iniziali furono presto emulati dalle reti P2P che sono apparse sulla scena: Gnutella, Kazaa, BitTorrent, eDonkey, Kademlia. La comunicazione usata da eMule (il client P2P più popolare dal 2004) utilizza entrambi i meccanismi, a testimonianza del fatto che questa tecnica di comunicazione ha intrapreso una fase di ibridazione.
Una ben documentata e dettagliata esposizione delle reti peer-to-peer, con le tecniche e gli algoritmi relativi, è disponibile in questa Survey and Comparison of Peer-to-Peer Overlay Network Schemes.
Praticamente tutte le reti P2P lì descritte sono sistemi costruiti da nodi peer che si auto-organizzano applicando ciascuno localmente le regole dettate dai protocolli di comunicazione che regolano la rimozione e l'aggiunta di nodi, i meccanismi di ricerca dei dati e di instradamento delle informazioni.
Alcune ricerche hanno mostrato che le reti peer-to-peer sono complesse, ovvero rispondono ad una o entrambe le seguenti definizioni:
- sono reti small-world;
- sono caratterizzate da una legge della potenza.
Ad esempio, questo articolo riguarda una rete realizzata con Gnutella, e ne inferisce le caratteristiche power-law, mentre un altro studio ne individua le proprietà small-world.
A questo punto diventa verosimile la conclusione che le reti peer-to-peer sono tutte reti distribuite secondo una legge di potenza, o almeno reti small-world. E diventa anche lecito il sospetto che tutte le reti auto-organizzati siano anche esse caratterizzate da distribuzioni dello stesso tipo, e dalle proprietà di piccolo mondo.
Infatti, altri studi sono arrivati alle stesse conclusioni anche per altre reti overlay: il world wide web, la topologia di Internet (al livello di Autonomous System), le reti delle e-mail, le direttrici di traffico in Sardegna, le chiamate telefoniche: tutte reti che evidenziano un carattere power-law, o ad invarianza di scala.
Cosa hanno in comune tutte queste reti?
- sono artificiali (in contrapposizione con quelle naturali: ingegneria vs. evoluzione).
- sono auto-organizzate, cioè frutto di una dinamica collettiva agente dal basso;
- sono in qualche relazione con le dinamiche legate agli utenti umani.
Se per il web, la topologia Internet, le e-mail e le chiamate telefoniche è ipotizzabile che l'organizzazione della rete sia influenzata o, di più, rifletta quella della rete sociale umana sovrastante, lo stesso non è possibile fare per le reti P2P, in cui è invece un algoritmo distribuito che agisce sulla base di informazioni locali a tessere la complessa tela delle connessioni. Quel meccanismo, per quanto di origine artificiale, non realizza le reti sulla base delle connessioni sociali che tali reti usano.
E' riconosciuto che il processo di formazione della topologia di una rete P2P non è del tutto compreso, per quanto esso sia basato su meccanismi ben individuabili: di certo, non è spiegato perché sistematicamente emergano per queste reti le caratteristiche delle reti complesse.

Per questa ragione l'esempio delle reti peer-to-peer è molto rappresentativo per i temi dell'auto-organizzazione, delle proprietà emergenti dei sistemi e delle loro relazioni con le reti complesse.

1 commento:

Federico Bo ha detto...

Post davvero interessante!