Что такое распределенные вычисления? Изучение основы блокчейна

Распределенные вычисления – один из фундаментальных вычислительных принципов, лежащих в основе блокчейна. Но что такое распределенные вычисления? Многие люди теперь имеют базовое представление о блокчейне как о сети компьютеров, проверяющих транзакции. Однако для тех, кто хочет копнуть немного глубже, интересно, как работает шифрование ключей, или узнать о распределенных вычислениях, можно лучше понять технологию блокчейн. Понять, как работает эта технология, могут не только любопытные с научной точки зрения. Это также может помочь вам принимать более обоснованные инвестиционные решения, сосредоточившись на проектах с прочной технологической базой..

Эта статья состоит из двух частей. В первом рассказывается, что такое распределенные вычисления, как они используются, а также плюсы и минусы. Во второй части мы более подробно рассмотрим различные архитектуры распределенных систем и подробно рассмотрим одноранговую архитектуру блокчейна..

Так что же такое распределенные вычисления? И почему блокчейны используют его для управления целыми рынками криптовалют, таких как биткойн?

Что такое распределенные вычисления?

На простейшем уровне распределенные вычисления – это просто сеть компьютеров, работающих вместе как одна система. Машины могут быть расположены в непосредственной близости друг от друга и физически подключены как часть локальной сети. Другие сети, такие как блокчейны, используют географически разнесенные компьютеры..

Распределенные вычисления существуют гораздо дольше, чем сам блокчейн. Поскольку в 1960-е годы использование компьютеров в университетах и ​​исследовательских лабораториях росло, возникла потребность в том, чтобы компьютеры начали взаимодействовать друг с другом, используя оборудование, такое как хранилище и принтеры. В 1970-е годы были созданы первые локальные сети. Первыми распределенными вычислительными системами были локальные сети, такие как Ethernet, семейство сетевых технологий, разработанных Xerox. Теперь они везде. Каждый раз, когда вы подключаетесь к новому Wi-Fi-соединению, вы входите в новую компьютерную сеть..

Ethernet

Ethernet был одной из первых технологий распределенных вычислений. Источник изображения: Pixabay

Компьютеры в распределенных сетях не обязательно должны иметь какой-либо определенный формат или конфигурацию оборудования. Это могут быть ноутбуки или мэйнфреймы, ПК или Mac. В блокчейнах это могут быть ПК с процессором или графическим процессором или выделенное оборудование, такое как майнер ASIC..

Однако, независимо от типа машины в сети, все они должны работать как один компьютер. Конечный пользователь должен быть не в состоянии определить, что за интерфейсом находится распределенная вычислительная сеть..

Зачем использовать распределенные вычисления?

Чтобы проиллюстрировать основы того, что такое распределенные вычисления, представьте себе компанию, которая владеет и запускает веб-приложение, скажем, сайт объявлений о вакансиях. По мере того, как приложение привлекает все больше и больше пользователей, как кандидатов, так и рекрутеров, компании требуется все больше и больше вычислительных ресурсов для продолжения работы сайта..

Вначале компания может модернизировать свою серверную инфраструктуру для размещения новых пользователей, добавив больше памяти и пропускной способности. Мы называем этот тип расширения вертикальным масштабированием. Однако на критическом уровне это становится непрактичным как с физической, так и с экономической точки зрения..

В этой критической точке распределенные вычисления предоставляют решение в виде горизонтального масштабирования. Вместо того, чтобы модернизировать существующую компьютерную инфраструктуру, компания добавляет в систему больше компьютеров, чтобы справиться с возросшей рабочей нагрузкой..


В нашем примере с сайтом объявлений о вакансиях компания знает, что большая часть трафика – это люди, просматривающие доски объявлений. Таким образом, он может добавить подчиненный сервер, чтобы взять на себя вес активности просмотра. Подчиненный сервер получает информацию от главного сервера, который обновляет базу данных новыми кандидатами и записями о вакансиях..

Распределенная вычислительная сеть

В распределенной сети больше компьютеров берут на себя дополнительную рабочую нагрузку. Источник изображения: Pixabay

Блокчейн – это одноранговая сеть, которая представляет собой распределенную систему другого типа, чем показано в этом примере. Во второй части мы рассмотрим различные типы распределенных систем, посвященные архитектурам распределенных вычислений..

Плюсы распределенных вычислений

Отвечая на вопрос «Что такое распределенные вычисления», важно также рассмотреть плюсы и минусы. Когда мы смотрим на эти плюсы и минусы, следует учитывать, что распределенные вычисления – это больше, чем просто блокчейн. Компания, внедряющая распределенную вычислительную систему, может иметь проблемы, которые не влияют на общедоступные цепочки блоков и наоборот..

Отказоустойчивость и резервирование

Одно из наиболее значительных преимуществ распределенных вычислений заключается в том, что не имеет значения, выйдет ли из строя одна или несколько машин в сети, потому что остальные могут восполнить пробел. Это означает, что сеть всегда может быть подключена. Это позволяет круглосуточно торговать криптовалютой, однако в контексте блокчейна это также имеет другие преимущества. Например, такие компании, как Walmart, используют блокчейн в их системах цепочки поставок, нет простоев. Это огромный бонус для работы глобальной цепочки поставок..

Экономическая эффективность и общая эффективность

Распределенные системы предлагают лучшую эффективность как с точки зрения затрат, так и общей эффективности по сравнению с централизованными системами. Централизованные системы до определенной степени эффективны. Однако наш пример доски объявлений показывает, что как только вычислительные потребности достигают определенного размера, имеет больше смысла масштабировать по горизонтали, чем по вертикали. Добавление большего количества машин в сеть более эффективно как с технологической, так и с экономической точки зрения..

Масштабируемость

Что касается чистой вычислительной мощности, распределенные вычисления предлагают более простую масштабируемость, чем централизованные вычисления. Относительно легко добавить больше машин, чтобы получить больше вычислительной мощности, и уменьшить их, когда потребности в энергии ниже..

Однако у блокчейна есть другие проблемы с масштабируемостью. В блокчейне количество транзакций, обрабатываемых за фиксированный период, ограничивает скорость транзакции. Следовательно, проблема масштабируемости заключается в скорости транзакции. Это ограничение масштабируемости связано с необходимостью достижения узлами в цепочке блоков консенсуса по происходящим транзакциям. Следовательно, хотя распределенные вычисления сами по себе обеспечивают высокую степень масштабируемости, элемент теории игр блокчейна, как правило, препятствует масштабируемости скоростей транзакций..

Минусы распределенных вычислений

Распределенные вычисления предлагают множество преимуществ. Однако у него есть и некоторые недостатки..

Сложность

Распределенные системы сложнее и труднее устранять неисправности, чем централизованная система. В контексте блокчейна управление сообществом разработчиков, операторов узлов и инвесторов может быть сложной задачей без какого-либо централизованного контроля. Следовательно, большая часть сложности при запуске блокчейна связана с необходимостью масштабного децентрализованного управления..

Безопасность

Компаниям, внедряющим распределенные системы, необходимо обеспечивать безопасность каждого устройства в сети, а также обеспечивать согласованность данных между разными машинами..

Блокчейн обходит это, используя протоколы консенсуса, которые гарантируют, что вся сеть согласна с единым источником истины. Протокол консенсуса также помогает защитить от злоумышленников. Пока 51% сети действует в интересах группы, сеть остается защищенной. Это становится проблемой, если майнинговые пулы обладают достаточной хэш-мощностью для запуска 51-процентной атаки. Этот риск является причиной того, что многие в сообществе блокчейнов стремятся к полной децентрализации, выступая против таких компаний, как Bitmain, которые доминируют в майнинге основных криптовалют..

Расходы

Организация, реализующая распределенную вычислительную систему, будет нести более высокие начальные затраты на установку, чем централизованная система. Это просто потому, что распределенным системам требуется больше оборудования..

В блокчейне затраты сказываются немного иначе. В децентрализованной цепочке блоков проекту необходимо создать начальную базу операторов узлов, запускающих программное обеспечение цепочки блоков на своих машинах. Хотя блокчейн-проект не покупает эти машины, им действительно нужно привлекать операторов узлов к запуску их программного обеспечения блокчейн поверх программного обеспечения других проектов. По этой причине многие ICO откладывают часть первоначальных средств, собранных на маркетинговые и рекламные цели, часть которых связана с созданием пользовательской базы операторов узлов для управления сетью..

Резюме

В этой статье рассмотрены все основные моменты, чтобы ответить на вопрос, что такое распределенные вычисления. Мы также рассмотрели плюсы и минусы распределенных вычислений в контексте блокчейна. Следующая часть этой статьи посвящена одноранговой распределенной вычислительной архитектуре блокчейна и тому, как она работает по сравнению с другими распределенными вычислительными архитектурами..

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