Daniel Eichhorn *14. Juli 1978

Universität Zürich

Eichhorn Daniel

geboren am 14. Juli 1978

STUDIENGANG Diplom Wirtschaftstinformatik (PPO 2001)

Martikel Nr. 98-912-579

Gesamtresultat

Gewichtete Durchschnittsnote: 5.18 magnum cum laude 'mit grossem Lob'

08. November 2006

Zürich, 02. November 2006

Universität Zürich

A Peer - to - Peer Network Framework with Network Address Translation

Betreuer: Prof. Dr. B. Stiller

Zusammenfassung

Innerhalb kurzer Zeit ist das Peer-To-Peer (P2P) Paradigma erfolgreich auf viele Gebiete in der Informatik angewandt worden. Es erlaubt eine sichere und effiziente Verteilung von Ressourcen und ist auch gegen mutwillige Störungen und teilweisen Netzwerkausfall gut gewappnet. Auf der anderen Seite ist die P2P-Architektur noch eine junge Technologie und ist den Kinderschuhen noch nicht in allen Bereichen entwachsen. So müssen P2P Anwendungen in einer Netzwerkumgebung funktionieren, die eigentlich viel mehr für das traditionelle Client/Server-Modell entwickelt worden ist. In diesem Zusammenhang stellen besonders Network Address Translation (NAT) Geräte eine besondere Hürde dar. Diese weit verbreiteten Geräte vermitteln Datenpakete zwischen lokalen (privaten) Netzen und dem öffentlichen Internet. Während sie mit klassischen Client/Server Anwendungen meist tadellos zusammen arbeiten, bilden sie für P2P Netze ohne weiteres Zutun ein fast unüberwindbares Hindernis. Werden die NAT Geräte entsprechend konfiguriert, laufen P2P Anwendungen oftmals trotzdem, jedoch ist diese Konfiguration für den Durchschnittsanwender meist nicht so einfach. Fehlerhafte Manipulationen können zudem zu ernstzunehmenden Sicherheitslücken für das private Netzwerk führen. Aus diesen Gründen stellt die vorliegende Diplomarbeit Konzepte vor, welche in Zukunft P2P-Anwendungen dem Umgang mit NAT Geräten erleichtern werden. Diese Konzepte wurden in einem Framework zusammen gefasst, die Entwickler von P2P Netzen für ihre Anwendungen benutzen können. Anhand einer einfachen Chat-Anwendung wird gezeigt, wie das Framework verwendet werden kann.

Abstract Peer-To-Peer (P2P) architectures have become a very successful networking paradigm over the last decade. For what ever reason applied, they support efficient distribution of resources and are stable against disturbances such as denial-of-service-attacks or local network failures. Nonetheless, the P2P paradigm is still young and shows teething problems in a network environment that was originally designed for other purposes. In this context, Network Address Translation (NAT) is a widely used technique to connect local area networks with the public internet. While it works very well for networking applications following the traditional client/server paradigm, it poses a serious problem for P2P networks. Many of today’s P2P applications require manual device configuration to work properly with NAT devices. This is complicated and error-prone, especially for the average computer user. Misconfiguration can even introduce severe security issues to the local network. In addition, the group of internet users behind a NAT device is expected to grow to an important—but by many P2P applications neglected—resource for distributed computing-power or storage space. For all these reasons, the diploma thesis at hand will present necessary concepts to enable future P2P applications to handle NAT devices efficiently and in a configuration-free way. These concepts are then applied and collected in a NAT traversal framework for P2P developers. In addition, a simple chat application using this framework will provide a simple example of how the framework can be used.

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