Peer-to-Peer (P2P): Definition, Funktionsweise und Beispiele

In einem Peer-to-Peer-Netzwerk sind alle Teilnehmenden als Peers, also als Gleichgestellte, miteinander verknüpft und interagieren ohne einen zentralen Server. Hier erfahren Sie, wie P2P-Netzwerke funktionieren, welche Vor- und Nachteile sie haben und welche bekannten Peer-to-Peer-Plattformen es gibt.

Wie funktioniert Peer-to-Peer?

P2P-Netzwerke zeichnen sich vor allem durch die Gleichwertigkeit aller beteiligten Parteien aus. Ein solches dezentrales Netzwerk besteht dabei aus mindestens zwei Rechnern, die die Koordination, Verwaltung und Kommunikation selbst übernehmen. Um Dateien, Informationen oder Funktionen oder Dienstleistungen auszutauschen, werden Suchanfragen innerhalb des P2P-Network weitergeleitet.

Vereinfacht lässt sich die Funktionsweise der Peer-to-Peer-Architektur folgendermaßen beschreiben:

1. Netzwerkbeitritt: Zunächst treten die Peers dem Netzwerk bei und stellen eine Verbindung zueinander her, beispielsweise durch ein zentrales Verzeichnis oder Peer-Austauschprotokolle. Die Teilnehmenden installieren hierfür meist einen P2P-Softwareclient auf ihrem Rechner, um mit dem Netzwerk verbunden zu werden.
2. Bereitstellung von Ressourcen: In einem Filesharing-Netzwerk kann ein Peer eigene Dateien freigeben, indem sie zum Download zur Verfügung gestellt werden. Gleichzeitig können aber auch Ressourcen von anderen Peers des Netzwerkes angefordert werden.
3. Ressourcentransfer: Wird eine Ressource innerhalb der P2P-Architektur angefordert, stellen die beiden Peers eine direkte Verbindung miteinander her, ohne einen zentralen Server für den Ressourcen-Austausch zu nutzen.
4. Netzwerkfreiheit: Peer-to-Peer hat gegenüber einer Client-Server-Struktur den Vorteil, dass Teilnehmende das Netzwerk jederzeit verlassen oder entfernt werden können. In diesen Fällen müssen die anderen Peers neue Quellen für die Ressourcen finden, die ein ehemaliger Peer bereitgestellt hat.

Die Grundidee der Peer-to-Peer-Architektur ist also, dass Peers Ressourcen direkt miteinander teilen. In der Praxis können P2P-Netzwerke deutlich komplexer sein als oben beschrieben, weshalb wir im nächsten Abschnitt einige Peer-to-Peer-Anwendungsbeispiele erläutern.

Peer-to-Peer: Beispiele des dezentralen Austauschs

Die Kommunikation ohne Client-Server-Verknüpfung wird in unterschiedlichen Bereichen verwendet. Meist ist die Installation einer Software notwendig, um das Angebot vollumfänglich nutzen zu können. Beispiele für Peer-to-Peer-Netzwerke sind:

• Datenaustausch: Filesharing gehört zu den meistgenutzten Funktionen des P2P. Bekannte Filesharing-Netzwerke sind etwa Dropbox oder Google Drive.
• Direktnachrichten und Videotelefonie: Besonders während der Pandemie hat dieses Peer-to-Peer-Beispiel an Bedeutung gewonnen. P2P Voice- und Videokommunikation erfolgt über Anbieter wie Skype oder Microsoft Teams.
• Kollaboration: Die Zusammenarbeit von Teams wird durch Groupware, also kollaborative Softwarelösungen, erleichtert, indem Peers gemeinsam an Projekten arbeiten können. Ein typisches Beispiel hierfür ist die Meetinganwendung Adobe Connect.
• Blockchain: P2P findet auch bei Kryptowährungen Anwendung, da Transaktionen über Blockchains ohne zentralen Server abgewickelt werden.

Peer-to-Peer vs. Client-Server

Während bei typischen Client-Server-Systemen der Client als Nutzer Ressourcen anfordert und der Server diese als Dienstleister zur Verfügung stellt, erfolgt die Zusammenarbeit in P2P-Netzwerken dezentral und ohne diese Rollenverteilung. Das bedeutet, dass alle Peers gleichzeitig sowohl als Client als auch als Server fungieren können.

Vorteile und Nachteile von Peer-to-Peer-Plattformen

Das Modell bringt einige Vorteile mit sich und erleichtert das gemeinsame Arbeiten in vielerlei Hinsicht. Gleichzeitig gibt es Bereiche, in denen Peer-to-Peer im Vergleich zum Client-Server-Modell Nachteile hat. Im Detail heißt das:

Vorteile von P2P

• Dezentrale Zusammenarbeit: Der große Vorteil von Peer-to-Peer sind die dezentralisierten Netze, die ohne zentralen Kontrollpunkt funktionieren. Hierdurch sind sie weniger anfällig für Angriffe und Ausfälle und bieten eine sichere Möglichkeit des Datentransfers.
• Skalierbarkeit: P2P-Netze lassen sich leichter skalieren als Client-Server-Netzwerke, da alle Teilnehmenden des Netzes Ressourcen zum Netz beitragen können. Das heißt, je mehr Peers im Netzwerk sind, desto mehr Ressourcen stehen für die gemeinsame Nutzung zur Verfügung.
• Effizienz: Die Arbeitslast einzelner Peers wird verringert, da sie gleichmäßiger auf das Netzwerk aufgeteilt wird und sämtliche Teilnehmerinnen und Teilnehmer ihre Ressourcen bereitstellen und die der anderen nutzen können.
• Kosten: Zentrale Server sind häufig teuer, weshalb P2P vor allem für kleinere Organisationen und Einzelpersonen eine kostengünstige Alternative darstellt.
• Belastbarkeit: Auch wenn Teilnehmende ausfallen oder das Netzwerk verlassen, ist der Austausch weiterhin uneingeschränkt möglich, da die Ressourcen über das gesamte Netzwerk verteilt sind und so keine Abhängigkeit von einem einzigen zentralen Server besteht.
• Datenschutz: P2P-Netzwerke gewährleisten ein hohes Maß an Privatsphäre, da es keinen zentralen Webserver gibt, der Daten abwickelt und speichert. Das ist besonders für Anwendungsbereiche wie Nachrichtenübermittlung oder Datenaustausch wichtig, bei denen die Benutzerinnen und Benutzer ihre Daten schützen wollen.

Nachteile der P2P-Netzwerke

• Sicherheit: Die dezentrale Funktionsweise verhindert zwar Serverangriffe und -ausfälle, doch sind P2P-Netzwerke dafür von der Vertrauenswürdigkeit aller Peers abhängig und dadurch dennoch anfällig für Sicherheitsbedrohungen. Besonders bei sensiblen Daten ist P2P daher weniger geeignet.
• Datenfluss: Wenn große Datenmengen gespeichert und verarbeitet werden müssen, kann die Peer-to-Peer-Architektur nachteilig sein. Denn anders als serverbasierte Modelle bietet P2P nur begrenzte Ressourcen, die einen effizienten Datenfluss sowie eine koordinierte Verwaltung beeinträchtigen können.
• Administration und Kontrolle: Einige P2P-Netzwerke sind komplex und bringen in der Verwaltung Nachteile mit sich. Eine fehlende zentrale Kontrollinstanz kann die Durchsetzung von Regeln und Richtlinien im gesamten Netzwerk erschweren.

Fazit: P2P-Plattformen als alltägliche Allrounder

Ob Filesharing, Blockchain oder Webhosting – Peer-to-Peer bestimmt unseren Alltag, sowohl beruflich als auch privat. Die Netzwerke bieten dabei nicht nur unzählige Einsatzmöglichkeiten, sondern vor allem eine kostengünstige und skalierbare Alternative zu Client-Server-Systemen. In der Regel reicht die Installation der dafür vorgesehenen Software oder die Registrierung auf der P2P-Plattform aus, um den dezentralen Austausch sofort nutzen zu können.

Titelbild: epicantus / Unsplash