Seminar peer to peer netzwerke
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Seminar Peer - to - Peer Netzwerke. Thema:” Aktuelle Anwendungen” Referenten: Jan Kretzschmar, Folker Gramse, Philip Schröder und Denis Kohl. Motivation. Ressourcen des Internets wachsen exponentiell ( Mbit, MIPS ) Ressourcen des Internets bleiben ungenutzt

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Seminar Peer - to - Peer Netzwerke

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Presentation Transcript


Seminar peer to peer netzwerke

Seminar Peer - to - Peer Netzwerke

Thema:” Aktuelle Anwendungen”

Referenten:

Jan Kretzschmar, Folker Gramse, Philip Schröder und Denis Kohl

Seminar Peer – to – Peer Netzwerke

Thema: “Aktuelle Anwendungen”

Referenten: Jan Kretzschmar, Folker Gramse, Philip Schröder und Denis Kohl


Motivation

Motivation

Ressourcen des Internets wachsen exponentiell

( Mbit, MIPS )

Ressourcen des Internets bleiben ungenutzt

Peer - to - Peer aktiviert diese Ressourcen

Ermöglicht neue Formen der globalen

Zusammenarbeit

Einbeziehung von Mobilen Geräten

Seminar Peer – to – Peer Netzwerke

Thema: “Aktuelle Anwendungen”

Referenten: Jan Kretzschmar, Folker Gramse, Philip Schröder und Denis Kohl


Berblick

Überblick

Anwendungen von Peer - to - Peer Systemen

Limewire

Gnutella-Protokoll

HUGE

ICQ/AIM

Groove

Internet – Radio

Reboot.fm

GRID-Computing

[email protected]

Fazit / Zusammenfassung

Seminar Peer – to – Peer Netzwerke

Thema: “Aktuelle Anwendungen”

Referenten: Jan Kretzschmar, Folker Gramse, Philip Schröder und Denis Kohl


Anwendungen von peer to peer systemen

Anwendungen von Peer – to – Peer - Systemen

File- Sharing - Netzwerke

spontane Zusammenarbeit

Mediendistribution

Verteiltes Berechnen

Seminar Peer – to – Peer Netzwerke

Thema: “Aktuelle Anwendungen”

Referenten: Jan Kretzschmar, Folker Gramse, Philip Schröder und Denis Kohl


File sharing netzwerke am beispiel von limewire und bearshare

File - Sharing - Netzwerkeam Beispiel von Limewireund Bearshare

Seminar Peer – to – Peer Netzwerke

Thema: “Aktuelle Anwendungen”

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Limewire bersicht

Limewire Übersicht

  • Wurde in Java geschrieben

  • Läuft (daher) unter:

    • Linux,

    • MacOSX,

    • Windows 95 und höher,

    • Unix(Solaris)

  • Freie Software

    • Genauer unter der GNU GPL:

      http://www.limewire.org/project/www/gnu.html

Seminar Peer – to – Peer Netzwerke

Thema: “Aktuelle Anwendungen”

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Limewire

Limewire

  • Zu Grunde liegt das Gnutella Protokoll

  • Informationen

    • www.limewire.org

    • www.limewire.com

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Thema: “Aktuelle Anwendungen”

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Limewire1

LIMEWIRE:

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Thema: “Aktuelle Anwendungen”

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Gnutella protokoll

Gnutella-Protokoll

  • Zu Beginn verbindet sich ein neuer Knoten mit vorher bekannten (zeitinvarianten) Knoten

    • zBsp gnutellahosts.com

  • Nach der Ersten Verbindung wird ein Ping (broadcast) gesendet

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Thema: “Aktuelle Anwendungen”

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Horizont

„Horizont“

  • Erhält eine Rechner einen „Ping“ so wird dieser weitergegeben und er schickt einen Pong zurück

  • Innerhalb der Pong Nachricht sind IP-Adresse und die Anzahl und Größe der geteilten Dateien

  • Die wird bis zu einem Horizont von 10000 Rechner ausgeführt

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Thema: “Aktuelle Anwendungen”

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Dateitransfer

Dateitransfer

  • Bei einer Anfrage wird eine Nachricht (Query) erzeugt und diese wird als Broadcast weitergegeben

  • Im positiven Fall wird eine Antwort zurückgegeben

  • Der eigentliche Download erfolgt außerhalb des Netzes

    • Direktverbindung HTTP

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Keyword matching i

Keyword - Matching (I)

Matching von Dateien auf Anfrage teuer

Limewire : 87% der CPU - Zeit

Verbesserung z.B. mit Zugeständnissen

( schwächere „policies“ möglich)

Beispiel :

- Verzicht auf „Case“ - Sensitivität

- Verzicht auf Wildcards

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Keyword matching ii

Keyword - Matching (II)

Keyword - Substring - Matching:

schwächste Einschränkung (policy)

Ein Treffer ist nur dann vorhanden in F, wenn alle Wörter in der Anfrage als Substring in F vorhanden sind.

Beispiel.: Anfrage „eat sub“

Treffer: „Beatles Submarine“

Nachteil:

- sehr große Laufzeit

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Keyword matching iii

Keyword - Matching (III)

Keyword - Subset - Matching:

stärkste Einschränkung

Eine Anfrage Q ergibt einen Treffer bei einem Dateinamen F, wenn die Wörter in Q eine Teilmenge von F sind.

Beispiel.: „Beatles Submarine“ ist ein Treffer „Beatles Sub“ nicht.

Kostengünstig ( Benutzung von Hashtabellen)

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Keyword matching iv

Keyword - Matching (IV)

Keyword - Prefix - Matching

Eine Anfrage Q bestimmt eine Datei F, wenn alle Wörter in Q Präfixe eines Elements in der Menge von den Wörtern von F sind.

Beispiel.: Q=„sub beat“ dann wäre „submarine

beatles“ ein Treffer, aber nicht bei „sub eattles“

Verwendung von Tries (linearer Aufwand)

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Multiple user download swarming

Multiple user download(swarming)

  • Angelehnt an RAID

  • Verteilung von Daten auf (hier) verschiedene Rechner

  • Die Datei wird von verschiedenen Rechnern heruntergeladen und zusammengesetzt

  • Vorteil

    • Verteilung der Netzlast

    • Unabhängigkeit von Einzelnen

    • Verringert den Aufwand für Suchen

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Huge beispiel bearshare

HUGEBeispiel BearShare

  • Swarming basierend auf Huge

  • Hash/Urn Gnutella Extension

  • Bei einem Upload merkt sich der Client den anderen Rechner und gibt diesen an, wenn ein Treffer vorliegt.

  • Treffer liegt bei gleichen Hashwert vor

  • Verifizierung von Dateien werden nötig

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Thema: “Aktuelle Anwendungen”

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Gefahren f r den nutzer

Gefahren für den Nutzer

Meldung vom 3.1.2002:

www.wired.com/news/privacy/0,1848,49430,00.html

- ClickTillUWin -

„In Limewire 2.0.2 wurde versehentlich ein Trojanisches Pferd eingebracht, durch eingebaute Werbung wurde eine Datei heruntergeladen und ausgeführt „

Probleme auch mit Kazaa 1.3.3

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Thema: “Aktuelle Anwendungen”

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Aber auch rechtliche gefahren f r die entwickler und benutzer

Aber auch rechtliche Gefahren für die Entwickler und Benutzer

  • Meldung vom 29.11.2003 13:27

    • Zu finden unter www.heise.de http://www.heise.de/newsticker/meldung/42480

  • Entwickler von File-Sharing-Software verhaftet, dem japanische Softwareentwickler von „Winny“ Katsuhiko Kimoto wird vorgeworfen, er habe den amerikanischen Spielfilm "A Beautiful Mind" verbreitet und allein dadurch einen Schaden von 230 Millionen Yen (1,75 Millionen Euro) verursacht.

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Visualisierung

Visualisierung

  • Es gibt viel Visualisierungstools für Gnutella

  • In BearShare Heartbeat

    • Erstellt Statistiken einzusehen auf der Homepage

  • Meist entworfen von Universitäten

    • Zum Beispiel von Berkley

      • http://www.sims.berkeley.edu/~rachna/gtv/

      • http://www.sims.berkeley.edu/%7Erachna/courses/infoviz/gtv/paper.html

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Heartbeat von bearshare einmal t glich einmal j hrlich

HeartBeat von Bearshareeinmal Täglich einmal Jährlich

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Hearbeat ii noch mal in zahlen

HearBeat (II)noch mal in Zahlen

  • Daily' Graph (5 Minute Average)

    • Node Count: 133.8 k 

    • Average  Node Count: 113.6 k 

    • Current  Node Count: 99.1 k 

  • Yearly' Graph (1 Day Average)

    • Node Count: 123.2 k

    • Average  Node Count: 60.0 k 

    • Current  Node Count: 116.1 k 

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Abschlussbetrachtung

Abschlussbetrachtung

  • Limewire

    • Nachteile:

      • Benutzt einen langsamen Stringmachting Algorithmus

      • langsamer als Bearshare durch VM

    • Vorteil:

      • Frei erhältlich( ohne Werbung )

      • Auf fast allen Systemen lauffähig

      • Gute Dokumentation

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Spontane zusammenarbeit

Spontane Zusammenarbeit

Einsatz von Peer-to-Peer- Systemen

“barrierefreien” Kommunikation

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Thema: “Aktuelle Anwendungen”

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Anwendungen

Anwendungen

  • Messenger

    • ICQ

    • AIM

  • Kollaborationstools

    • Groove Workspace

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Icq i seek you

ICQ (I seek you)

  • Entwickelt 1996 von Mirabilis

  • Aktuelle Version 5

  • „Instant - Messaging“ - und Filesharingfunktionalität

  • momentan ca. 100 Millionen User

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Wie icq funktioniert

Wie ICQ funktioniert

  • ICQ Net Detect Agent startet automatisch ICQ, bei Verbindung zum Internet

  • über Port 4000 Verbindung von ICQ mit einem Mirabilis ICQ-Server

  • Online - Status des Benutzers und Kontaktpersonen wird auf Server zur Verfügung gestellt

  • Für Client-zu-Client-Verbindungen IP-Adresse und Port vom Server

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Datenschutz nicht gew hrleistet

Datenschutz nicht gewährleistet

  • ICQ sicherheitstechnische Lücke im System

    • leicht angreifbar, da über den Usernamen Daten über Verbindung und Online-Status gewonnen werden können

    • Mit jeder Mitteilung werden IP und User ID Number (UIN) im Header übertragen

    • Persönliche Daten können über die UIN leicht abgerufen werden

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Aol instant messanger aim

AOL Instant Messanger (AIM)

  • Entwickelt 1999 von AOL

  • Aktuelle Version 5.5

  • „Instant-Messaging“, Filesharing

  • momentan ca. 198 Millionen User

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Wie aim funktioniert

Wie AIM funktioniert

  • Anmelden an einen Basic-OSCAR-Service-Server über AOL-eigenes FLAP-Protokoll

  • Server schickt Authentifikationscookie zurück, welches zur Nutzung des Dienstes berechtigt

  • AIM-Commands werden in FLAP-Packete eingepackt

  • Über Channel-ID wird der Typ der Nachricht betimmt

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Thema: “Aktuelle Anwendungen”

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Besser als icq aber dennoch unsicher

Besser als ICQ, aber dennoch unsicher

  • “Request Member Information“-Command liefert bei Erfolg Profil des gewünschten Benutzers

  • Informationen werden nicht auf zentralem Server dauerhaft abgelegt wie bei ICQ

  • RMI-Commands liefert nur gewünschte Informationen wenn Benutzer online

  • Find-by-Name bei AIM nicht möglich

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Groove i

Groove (I)

  • Zeitersparnis durch die Möglichkeit:

    • Daten synchron zu verwalten und zu modifizieren

    • ortsunabhängig Meetings online abzuhalten

    • Informationen schnell und verständlich Anderen darzustellen

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Groove ii

Groove (II)

  • Realisierung über Shared Workspaces

    • Synchronisiertes Arbeiten online und offline möglich

    • Firewall Transparency über Relay-Server

    • Verschlüsselte Verbindung und Projekt-Speicherung über interne Public Key Encryption

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Seminar peer to peer netzwerke

Groove (III)

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Groove iv

Groove (IV)

  • Instant Messaging

  • Filesharing

  • Voice-Chat

  • Kollaborationsoberfläche

    • durch selbstständiges Hinzufügen von Tools individualisierbar

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Synchronisiertes arbeiten i

Synchronisiertes Arbeiten (I)

Alle Kommunikationspartner sind online:

  • Kommunikation über Simple Symmetric Transfer Protocol (SSTP) über Port 2492

  • Im Falle von Portblocking durch Firewall Kapselung von SSTP-Packeten mit Hilfe von Relay-Server über Port 80 (HTTP)

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Synchronisiertes arbeiten ii

Synchronisiertes Arbeiten(II)

Manche Kommunikationspartner arbeiten offline:

  • Daten werden an Relayserver geschickt und Queues abgelegt

  • Relay-Server stellt Netzwerkstatus der Clienten über WAN Device Presence Protocol (DPP) fest

  • Wenn diese online gehen, wird Status aktualisiert

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Public key encryption

Public Key Encryption

  • Verschlüsselung über SSTP

    • User-Workspace-Authentifikation

    • Verschlüsselung von Client-to-Client Paketen

    • Verifikation der Partneridentität

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Pki mit hilfe von sstp

PKI mit Hilfe von SSTP

  • Userinformationen in vCards gespeichert

  • Verifikation mit Hilfe interner Fingerprints möglich

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Relay server managementserver authentifikation

Relay-Server<->Managementserver Authentifikation

  • Relay-Server bezieht Informationen aus vCards vom Managementserver

    • Verschlüsselte Verbindung über XML-basiertes Simple Object Access Protocol (SOAP)

    • SOAP verschlüsselt über protokolleigene PKI

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Verbindungsverschl sselung client relay server

Verbindungsverschlüsselung Client<->Relay-Server

  • Ende-zu-Endeverschlüsselung über SSL

    • wird auch bei Kapselung von SSTP-Paketen für HTTP-Tunneling verwendet

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Mediendistribution

Mediendistribution

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Anwendungen1

Anwendungen

  • “Business” - Internet

    • Akamai

  • P2P - Radios

    • Reboot.fm

    • P2P - Streamer

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Business internet

“Business” - Internet

  • Aktuelles Internet für viele wirtschaftliche Aspekte unzureichend

    (Interoperabilität, Vertrauen, Stabilität ...)

  • “Produce at demand” erwünscht

    Akamai ( “http://www.akamai.com” ) :

    P2P - Content - System:

  • EdgePlatform

  • EdgeControl

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Akamai edgeplatform

Akamai EdgePlatform

  • Architektur :

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Internet radio i

Internet - Radio (I)

  • Tradionelles Internetradio

    (Client/Server - Applikation )

    • Streamserver

    • Miete teuer

    • Probleme mit der Bandbreite (Skalierbarkeit)

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Internet radio ii

Internet - Radio (II)

  • P2P - Radio:

  • Hörer Verteiler des Streams

  • zusammen mit “Semantic Web” :

    neue Formen des Radios

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Internet radio

Internet - Radio

  • Reboot.fm

  • P2P-Streamer.com

  • ogg - Stream

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Reboot fm i

Reboot.fm(I)

  • Bestandteil eines größeren Projeks (open source )

  • “http://www.Reboot.fm”

  • Sourcecode: “http://www.sorceforge.de”

  • ogg - Stream:

    ( http://liveradio.indymedia.org:800/

    bootcast.org.mbv)

  • siehe auch : “http://www.radioriff.de”

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Reboot fm ii

Reboot.fm(II)

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Reboot fm iii

Reboot.fm(III)

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P2p streamer com

P2P-Streamer.com

  • “http://www.P2P-Streamer.com”

  • internationales P2P - Radio

  • Unterstützung von ogg, mp3, mp3.com

  • Unterstützung aller gängigen Plattformen

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Verteiltes berechnen grid computing

Verteiltes Berechnen (GRID Computing)

Am Beispiel von [email protected]

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Grid computing was hei t das

GRID-ComputingWas heißt das?

  • Ungenutzte Ressourcen wie Rechenleistung oder Speicherkapazität mobil machen

  • Viele weit verstreute Rechner zu großen Supercomputern vereinen

  • Vorteile liegen in Bereichen “load balancing“ und “high availability“

    • Komplexe Probleme parallel bearbeiten

    • Ausfall von Teilrechnern beeinträchtigt Gesamtsystem nur geringfügig

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Architektur

Architektur

  • Globus - Toolkit 2-4

  • European Data Grid

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Anwendung seti@home search for extraterrestrial intelligence

Anwendung: [email protected](Search for Extraterrestrial Intelligence)

  • SETI wertet Signale vom „Arecibo Observatorium“ (Puerto Rico) aus

  • Sucht nach schmalbandigen Signalen mit charakteristischem Muster

    • Signal sollte erwartungsgemäß auf energetisch günstigem Frequenzniveau senden

    • Aufgrund der Funktionsweise des Teleskops gaussähnliche Signalform zu erwarten

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Wie seti funktioniert

Wie SETI funktioniert

  • [email protected] stellt screensaverähnlichen Peer-to-Peer -Client zur Verfügung

  • Wenn ein Clientcomputer längere Zeit inaktiv bleibt wird Client gestartet

  • SETI empfängt Frequenzen im Bereich um 1420MHz mit einer Bandbreite von 2,5MHz

  • Aufspaltung in 10KHz “slices“, die zum Clienten geschickt werden

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Prozess auf dem client

Prozess auf dem Client

  • SETI überträgt 107 sec. Lang 10KHz-Pakete

  • Entspricht einer Datenblockgröße von ca. 0.25 MB

  • Client verbindet sich nur mit [email protected], wenn Analyse abgeschlossen und neue Daten versendet werden

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Der screensaver client ii

Der Screensaver- Client (II)

  • Client speichert Cookie lokal, um beim Neustart seinen Status abzufragen

  • Hauptaufgabe: Mittels Fast Fourier Transform (FFT) gewünschte Frequenzen aus Rauschgemisch extrahieren

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Seminar peer to peer netzwerke

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Der screensaver client ii1

Der Screensaver - Client(II)

  • Mit Hilfe von “Chirping“ durch Planetenbewegung hervorgerufene Verzerrungen ausgleichen

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Kommerzielle nutzung

Kommerzielle Nutzung

  • Beispiel : Zetagrid

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Zusammenfassung fazit

Zusammenfassung / Fazit

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Seminar peer to peer netzwerke

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Fragen

FRAGEN ???

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Quellen

Quellen

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