Архитектура распределенной системы: как блокчейн произвел революцию в одноранговых сетях

При настройке распределенной вычислительной сети могут быть развернуты различные типы архитектуры распределенной системы. В этой статье мы более подробно рассмотрим типы архитектуры распределенной системы, уделяя особое внимание одноранговой распределенной системной архитектуре блокчейна..

Типы архитектуры распределенной системы

Модель клиент-сервер

Такие приложения, как электронная почта или сетевые принтеры, обычно используют архитектуру клиент-сервер. По сути, провайдеры (называемые серверами) и запрашивающие (называемые клиентами) имеют разные роли. Сервер обрабатывает все требования к обработке, управлению данными и вычислениям, которые доступны клиенту по запросу. Если запись в базе данных изменяется, клиенту не обязательно что-либо делать. Необходимо изменить только данные на сервере.

В этой модели сервер не обязательно должен быть отдельным устройством; это может быть несколько серверов, выполняющих аналогичные задачи для распределения рабочей нагрузки. Модель относится к роли клиента и сервера, а не к конкретному оборудованию..

Схема модели клиент-сервер

Схема модели клиент-сервер. Источник: Wikimedia Commons

Мы используем взаимодействие клиент-сервер каждый день, каждый раз, когда мы используем ноутбук или смартфон для серфинга в Интернете, использования приложений социальных сетей, игры в мобильные игры или просмотра фильма на Netflix. Архитектура распределенной системы клиент-сервер – это то, что мы имеем в виду, когда говорим о «централизованных» компьютерных системах, в отличие от блокчейна как архитектуры децентрализованной распределенной системы..

Хотя это простое объяснение, существуют разные типы клиент-серверной архитектуры, например трехуровневая. Эта модель предполагает отделение сервера, на котором выполняется приложение, от сервера, на котором хранятся данные приложения. Есть и другие, но поскольку они не имеют отношения к блокчейну, мы не будем анализировать их все здесь..

Одноранговая модель

Архитектура распределенной системы одноранговой сети (P2P) не имеет конкретных клиентов или серверов. P2P-сеть – это распределенная система машин, называемых узлами. Все узлы могут выполнять роль клиента и сервера одновременно или в разные моменты времени. Модель заложена в самом названии – в сети P2P каждая машина является равноправным узлом, а не клиентом или сервером..

P2P-сети стали популярными после появления сервисов обмена файлами, таких как Napster. Идея P2P приобрела своего рода культовый статус, потому что системы могли работать независимо от централизованного управления. Сегодня, за пределами блокчейна, протокол обмена файлами BitTorrent, вероятно, является самым большим и наиболее узнаваемым именем, связанным с сетями P2P..

Неструктурированные и структурированные сети


В зависимости от того, как узлы связываются друг с другом, и как данные индексируются и обнаруживаются, P2P-сети классифицируются как структурированные и неструктурированные. В неструктурированной системе узлы просто образуют случайные связи друг с другом. Неструктурированные сети легко построить и масштабировать вверх или вниз.

Схема неструктурированной одноранговой сети (Источник: Wikimedia Commons)

Однако, поскольку они неструктурированы, это значительно затрудняет индексацию. Если узел хочет найти конкретный фрагмент данных или другой узел, он должен затопить сеть, чтобы охватить как можно больше узлов, которые могут быть потенциальной целью для поиска. Это потребляет больше мощности сети, поскольку все узлы должны обрабатывать все запросы. Более того, если данные редки, они могут не быть найдены, если все узлы в сети не могут обрабатывать все запросы. Примеры неструктурированных сетей включают Kazaa и Limewire..

С другой стороны, найти любые данные в структурированной сети очень просто. Структурированные сети используют распределенную хеш-таблицу, чтобы определить, какие одноранговые узлы содержат какие файлы и версии файлов. Chord – один из примеров структурированной P2P-сети..

Распределенная хеш-таблица

Схема распределенной хеш-таблицы, используемой в структурированных сетях P2P. Источник: Wikimedia Commons

Почему блокчейн особенный

Как чистая модель для архитектуры распределенной системы, P2P-сети имеют различные преимущества и проблемы. Ключевым преимуществом является устойчивость к простоям, поскольку нет центральной точки отказа.

Однако, поскольку узлы в сети P2P действуют как клиент и как сервер, они более уязвимы для атак. Такие атаки могут включать отказ в обслуживании или распространение вредоносных программ или поврежденных данных.. Одно исследование обнаружил, что 15 процентов из полумиллиона файлов, загруженных с Kazaa, были заражены 52 различными вирусами..

Хотя блокчейны не являются неподкупными на 100 процентов, Сатоши придумал гениальное решение проблемы уязвимости, когда написал биткойн. белая бумага. Вводя протокол консенсуса, все узлы в сети Биткойн должны согласиться с тем, что транзакция действительна. При использовании теории игр каждый узел конкурирует за добычу следующего блока..

Успешная добыча следующего блока приносит вознаграждение, что дает операторам узлов стимул поддерживать сеть в чистоте. При условии, что 51% или более операторов узлов работают в тандеме, чтобы поддерживать конкуренцию за вознаграждение за следующий блок, цепочка блоков продолжает работать без атак..

Вывод

Конечно, в Биткойне есть и другие элементы, такие как использование хеширования и криптографических подписей, которые создают хранилище цифровых ценностей. Тем не менее, решение, изобретенное Сатоши для преодоления недостатков, присущих архитектуре распределенной системы P2P, остается одним из самых убедительных и инновационных компонентов блокчейна..

С момента появления Биткойна многие другие разработали изобретательские разработки, основанные на идее Сатоши. Эти разработки продолжаются по сей день. Блокчейн представляет собой революционный шаг в архитектуре распределенных систем. Более того, технология будет развиваться еще много лет..

Изображение предоставлено Pixabay

Mike Owergreen Administrator
Sorry! The Author has not filled his profile.
follow me
Like this post? Please share to your friends:
Adblock
detector
map