Η τεχνολογία ‘p2p’ είναι μια αρκετά υποσχόμενη τεχνολογία που έχει τραβήξει το ενδιαφέρον των ερευνητών της Πληροφορικής τα τελευταία χρόνια. Σε μεγάλο βαθμό το έναυσμα έδωσε η δημοφιλής εφαρμογή ‘Napster’ διαμοίρασης αρχείων μουσικής στο Διαδίκτυο (1999). Σήμερα τα συστήματα που έχουν αναπτυχθεί τόσο εμπορικά όσο και ακαδημαϊκά, καλύπτουν εύρος εφαρμογών όπως συνεργατικότητα, βιοπληροφορική, διαχείρηση περιεχομένου, εταιρική διαχείριση δεδομένων και είναι αρκετά πιο πολύπλοκα. Τα συστήματα αυτά μπορούν να διακριθούν κατά κύριο λόγο σε αδόμητα και δομημένα. Τα αδόμητα αποτελούν την πρώτη γενιά και τα δομημένα τη δεύτερη γενιά συστημάτων p2p. Η βασική διαφορά των δύο κατηγοριών είναι ότι στα δομημένα συστήματα, το δίκτυο επικάλυψης (overlay network) που αυτά υλοποιούν, επιβάλει μια εικονική τοπολογία των κόμβων του δικτύου πάνω από τη φυσική. Μέσω της εικονικής τοπολογίας υλοποιείται συνήθως μια κατανεμημένη δομή δεικτοδότητησης. Το βασικό όφελος των δομημένων συστημάτων είναι το φραγμένο κόστος στην εκτέλεση των λειτουργιών της δομής το οποίο μετράται ως ο αριθμός των βημάτων που εκτελούνται στην εικονική τοπολογία. Αντίθετα στα αδόμητα συστήματα p2p ένας κόμβος εισάγεται τυχαία και οι λειτουργίες του δικτύου εκτελούνται συνήθως με πρωτόκολλα πλημμυρίδας μικρής εμβέλειας ή τυχαίους περιπάτους. Δημοφιλή συστήματα δομημένων συστημάτων είναι τα ακόλουθα: Chord, Can, Pastry, Tapestry, Kademlia, Koorde, Baton*, Skip Graphs, Family Trees. Ωστόσο τα περισσότερα συστήματα p2p αγνοούν την υπάρχουσα φυσική τοπολογία με αποτέλεσμα να μην υπάρχουν εγγυήσεις ως προς την πραγματική καθυστέρηση. Στην παρούσα μεταπτυχιακή εργασία μελετώνται και αξιολογούνται μηχανισμοί ενσωμάτωσης της πληροφορίας της φυσικής τοπολογίας για τα τρέχοντα δομημένα δίκτυα p2p πάνω από το Διαδίκτυο καθώς και νέα συστήματα προσανατολισμένα προς την εκμετάλλευση της φυσικής πληροφορίας (τρίτη γενιά). Επιπλέον στο πλαίσιο της εργασίας αυτής προτείνεται ένα νέο, δομημένο σύστημα p2p βασισμένο τον πλήρη γράφο μεταθέσεων. Το σύστημα υλοποιήθηκε και αξιολογήθηκε ως προς την απόδοση του. / Peer-to-peer technology is a very promising technology which has drawn the interest of the research community for the past few years. The major cause for the boost of this research area was Napster (1999), a popular music file-sharing application. Today p2p systems, both commercial and academic, are rather complicated and implement various applications such as bioinformatics, content management, collaboration etc. There are to major categories of p2p systems: unstructured and structured p2p systems. Unstructured p2p systems constitute the first generation of p2p systems while structured p2p systems constitute the second one. The difference of these two categories is that structured p2p systems implement a virtual overlay network which imposes a virtual topology over the physical network topology. Based on this topology structured p2p systems implement a distributed indexing structure. The advantage of the structured p2p systems is that the indexing structure exhibits bounded cost for its operations. In contrast to structured p2p systems, in unstructured p2p systems, network operations are executed by flooding protocols or random walks. Widely known structured p2p systems are the following: Chord, Can, Pastry, Tapestry, Kademlia, Koorde, Baton*, Skip-Graphs, Family Trees. However, most p2p systems ignore the underlying physical topology. Consequently, p2p systems give no guaranties for the actual network delay. In this thesis we investigate mechanisms for the exploitation of the information of the physical topology in current p2p systems over the Internet. Moreover, we present recent systems that embed in their design the information of the physical topology (third generation of p2p systems). Finally, we present a novel structured p2p system based on the full transposition graph. Our system was both implemented and evaluated for its performance.