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Grundlagen
Dateiidentifikation
Alle Dateien die heruntergeladen werden können besitzen einen so genannten Hash-Wert. Dies ist eine Kombination aus Zahlen und Buchstaben die eine bestimmte Datei eindeutig identifizierbar macht. Ein Download kann unterschiedliche Dateinamen besitzen, dies ändert jedoch nichts an seinem Hash-Wert. Dadurch können Quellen für eine Datei unabhängig von ihrem Namen gefunden werden.
Zusätzlich wird jede Datei in 9,28 MB grosse Blöcke (Parts) unterteilt. Jeder dieser Blöcke erhält auch einen Hash-Wert. Eine z.B. 600 MB grosse Datei besitzt 65 Blöcke mit je einem eigenen Hash. Aus diesen einzelnen Hash-Werten wird dann der im Netzwerk verwendete Datei-Hash erstellt. Dieser Wert findet sich auch in den eD2k Downloadlinks.

Identifikation anderer Benutzer
Ähnlich dem Datei-Hash erhält auch jeder eMule eine eindeutige und einmalige Benutzerkennung. Um Missbrauch dieser Kennung zu verhindern wird diese mit einem speziellen Schlüsselverfahren gesichert.

Dateien herunterladen
Dateien die heruntergeladen werden können liegen immer auf Computern der Netzwerkteilnehmer. Es findet kein Herunterladen von Servern oder ähnlichem statt.
Die Aufgabe des Netzwerks ist es den Kontakt zwischen den Benutzern herzustellen und das Finden von Dateien bzw. Quellen für einen Download zu ermöglichen.
Sind Quellen gefunden wird bei diesen Teilnehmern ein Warteschlangenplatz reserviert. Erreicht eMule den ersten Platz wird eine Verbindung aufgebaut und der Download beginnt.

Das servergestützte eD2k Netz
Zum Netzwerk verbinden
Dieses Netzwerk basiert auf den eD2k Servern. Jeder Teilnehmer muss sich zu solch einem Server verbinden. Verbindet sich eMule zu einem Server, überprüft dieser ob eine freie Verbindung zu eMule möglich ist. Kann der Server eMule direkt auf seinem Client Port ansprechen bekommt er eine hohe ID wenn nicht eine niedrige.
Ist die Verbindungsprüfung beendet, sendet eMule dem Server eine Liste mit allen seinen freigegeben Dateien und den zugehörigen Hash-Werten. Der Server speichert diese Informationen in einer Datenbank zusammen mit denen anderer verbundener Teilnehmer.

Suche nach Dateien
Ist die Verbindung hergestellt, kann das Netzwerk nach bestimmten Schlüsselworten durchsucht werden. Es wird zwischen einer lokalen Suche, also nur auf dem verbundenen Server und der globalen Suche auf allen Servern in der Serverliste unterschieden. Eine lokale Suche ist schneller, hat aber unter Umständen weniger Treffer.
Bei jeder Suche werden die eingegebenen Schlüsselwörter an den Server gesandt und dieser vergleicht dann ob es eine Übereinstimmung mit Namen in seiner Datenbank gibt. Die Treffer werden zusammen mit ihren Hash-Werten als Ergebnis zurückgegeben.

Quellensuche für Downloads
Downloads können entweder direkt über die Suche oder über das spezielle eD2k Link Format zu eMule hinzugefügt werden.
Sind die Downloads in der Transferliste fragt eMule erst beim lokalen Server und dann auch bei allen Servern in der Serverliste nach Quellen zu diesem Download. Der Server überprüft an Hand des Hash-Wertes ob Teilnehmer zu ihm verbunden sind, die mindestens ein Block (9,28 MB) dieser Datei fertig heruntergeladen haben, wenn ja werden diese als Quellen für den betreffenden Download zurückgegeben.

Das serverlose Kademlia Netzwerk
Verbindung zum Netzwerk
Um eine Verbindung zu diesem Netzwerk aufzubauen, muss die IP Adresse und der Kademlia Port eines anderen bereits verbundenen eMule bekannt sein. Ist dieser gefunden wird, ähnlich der ID Vergabe bei den Servern, überprüft ob eine freie Verbindung zu dem neuen Teilnehmer möglich ist. Ist die möglich bekommt eMule eine Kademlia ID und erhält den Status "offen". Benutzer hinter einer Firewall oder einem Router werden zurzeit noch nicht unterstützt und erhalten den Status "firewalled". Diese müssen sich zu einem klassischen Server verbinden.

Suchen in Kademlia
In diesem Netzwerk ist es praktisch egal wonach gesucht wird. Suchen nach anderen Benutzern, nach Schlüsselworten oder nach Quellen werden gleich behandelt.
Da es keine Server gibt, die die Teilnehmer und deren freigegebenen Dateien verwalten, müssen diese Aufgaben von den eMules im Netzwerk selbst übernommen werden. Jeder verbundene eMule arbeitet also auch als Server für das Kademlianetz.
Jeder Benutzer bekommt an Hand seiner einmaligen Benutzerkennung ein Aufgabe zugewiesen. Diese besteht im Verwalten von bestimmten Schlüsselworten zur Suche und bestimmten Quellen für Downloads. Welche das sind hängt von seiner Kennung ab und ist nicht vorherseh- oder anzeigbar.
Das Ziel jeder Suche in diesem Netzwerk ist es also, diejenigen Teilnehmer zu finden, die die passenden Antworten auf die gestellte Anfrage haben. Dies wird erreicht in dem eine "Entfernung" zu diesem Ziel errechnet wird und andere bekannte Teilnehmer nach dem kürzesten Weg dorthin gefragt werden. Einen Eindruck dieser Entfernungsberechnung gibt die Anzahl der Nullen bei den Kontakten im Kademliafenster. Je mehr Nullen am Anfang desto "näher" befindet sich dieser Kontakt zum eigenen eMule.

Zusammenfassung
Beide Netzwerke verfolgen einen gänzlich unterschiedlichen Ansatz mit dem selben Ziel: Suchen nach Downloads und Suchen nach Quellen für diese Downloads.
Der Vorteil von Kademlia liegt in der Unabhängigkeit von Servern und der besseren Verwaltung vieler Netzteilnehmer. Server können nur eine begrenzte Anzahl von Benutzern verwalten und sollte ein grosser Server ausfallen hat dies schwere Auswirkungen auf das gesamte Netz.
Das Kademlianetz organisiert sich selbst und stellt sich automatisch auf die Anzahl der Benutzer und deren Leitungsqualität ein. Damit ist es besser gegen ausgedehnte Netzausfälle geschützt