Das DHT-Netzwerk implementiert NodeJS

DHT-Netzwerk ist ein Protokoll für die verteilte Datenspeicherung und -suche. Es erhält Informationen von verschiedenen Knoten, sodass diese Knoten Ressourcen gemeinsam nutzen und ein Netzwerk bilden können. Das DHT-Netzwerk ist ein vollständig dezentralisiertes Netzwerk, das für die Bereitstellung von Diensten nicht auf einen bestimmten zentralen Knoten angewiesen ist. In diesem Artikel erfahren Sie, wie Sie mit Node.js ein DHT-Netzwerk implementieren.

Was ist das DHT-Netzwerk?

DHT-Netzwerk ist ein Netzwerk, das auf einer verteilten Hash-Tabelle (Distributed Hash Table) basiert und auf dem vorhandenen Netzwerk aufbaut. Das DHT-Netzwerk ermöglicht die dezentrale Datenspeicherung und Suchdienste zwischen Knoten, was bedeutet, dass es nicht wie herkömmliche Netzwerke auf einen bestimmten zentralen Knoten angewiesen ist, um Dienste für andere Knoten bereitzustellen.

Das DHT-Netzwerk weist die folgenden Eigenschaften auf:

1. Vollständig dezentralisiert: Die Knoten des DHT-Netzwerks sind miteinander verbunden und kein Knoten verfügt über mehr Berechtigungen, wodurch das Netzwerk stark dezentralisiert ist.
2. Selbstorganisation: Das DHT-Netzwerk kann sich automatisch neu organisieren und neu ausbalancieren, wenn es dem Netzwerk beitritt oder es verlässt.
3. Deduplizierung: Im DHT-Netzwerk wird nur eine Kopie derselben Datei oder derselben Daten gespeichert, wodurch die Daten im Netzwerk stark dedupliziert werden.
4. Verteilt: Die Daten des DHT-Netzwerks werden auf verschiedenen Knoten gespeichert, wodurch die Daten verteilter werden.

DHT-Netzwerk wird hauptsächlich für die gemeinsame Nutzung und Suche von P2P-Dateien, verteiltes Rechnen und verteilte Speicherung verwendet.

Wie implementiert man ein DHT-Netzwerk?

Für die Implementierung des DHT-Netzwerks sind die folgenden Aufgaben erforderlich:

1. ID-Generierung und Knotenbeitritt: Knoten müssen eine eindeutige ID zugewiesen werden, um dem Netzwerk beizutreten, und wir müssen eine Hash-Funktion verwenden, um Knoteninformationen in IDs umzuwandeln.
2. Routing-Tabelle: Jeder Knoten muss eine Routing-Tabelle verwalten, um die IDs und IP-Adressen anderer Knoten zu speichern.
3. Datenspeicherung und -suche: Knoten können ihre eigenen Daten im DHT-Netzwerk speichern und durchsuchen. Um diese Funktionen zu realisieren, müssen wir entsprechende Algorithmen implementieren.

Hier ist ein Beispiel für die Implementierung eines DHT-Netzwerks mit Node.js:

1. ID-Generierung und Knotenbeitritt

Wir können die Hash-Funktion im Kryptomodul verwenden, um die ID zu generieren, z. B. SHA1:

const crypto = require('crypto');

function generateNodeId() {
  const nodeId = crypto.createHash('sha1')
    .update(`${Date.now()}_${Math.random()}`)
    .digest('hex')
    .substring(0, 20);
  return nodeId;
}

Bei der Knotenverbindung Bei der Vernetzung müssen Sie zunächst eine ID generieren, dann Verbindungsinformationen an andere bekannte Knoten senden und die Informationen anderer Knoten in der Routing-Tabelle speichern.

const Node = require('./node');

const bootstrapNodes = [
  { id: 'node1', address: '127.0.0.1:8001' },
  { id: 'node2', address: '127.0.0.1:8002' }
];

const node = new Node(generateNodeId(), '127.0.0.1:8000');
for (const bootstrapNode of bootstrapNodes) {
  node.joinNetwork(bootstrapNode.id, bootstrapNode.address);
}

2. Routing-Tabelle

Wir können ein Array verwenden, um die Routing-Tabelle zu implementieren, wobei jedes Element einen Bereich von IDs darstellt, zum Beispiel:

ID-Bereich	Knotenliste
[ 0, 2^160/2^1)	[node1, node2]
[2^160/2^1, 2^160/2^2)	[node3, node4]
. ..	...

Wenn Sie nach einem Knoten suchen, können Sie anhand des Präfixes der ID den Knoten finden, der ihm am nächsten liegt, und dann führt der Knoten die nächste Suche durch.

3. Datenspeicherung und -suche

Die Datenspeicherung kann erreicht werden, indem Daten auf dem Knoten gespeichert werden, der der Daten-ID am nächsten liegt, wodurch die Daten effizient im Netzwerk verteilt werden können. Bei der Suche nach Daten müssen Sie in der Routing-Tabelle nur den Knoten finden, der der Ziel-ID am nächsten liegt, und der Knoten sucht in Ihrem Namen danach. Wenn der Knoten die Zieldaten nicht findet, kann er die Suchanfrage an benachbarte Knoten weiterleiten, bis die Zieldaten gefunden werden oder die Anzahl der erreichten Knoten die Obergrenze erreicht.

class Node {
  // ...
  lookup(key, callback) {
    const targetId = getKeyId(key);
    const tableIds = getTableIds(targetId);
    const closestNodes = this.getClosestNodes(tableIds);
    const seenNodes = {};

    const next = () => {
      const node = closestNodes.shift();
      if (!node || seenNodes[node.id]) {
        return callback(null, null);
      }

      seenNodes[node.id] = true;
      if (node.id === this.id) {
        // key found
        return callback(null, this.store[key]);
      } else {
        // find key in next node
        this.findKeyInNode(node.id, targetId, (err, val) => {
          if (err || val) {
            return callback(err, val);
          } else {
            return next();
          }
        });
      }
    };
    
    next();
  }

  findKeyInNode(nodeId, targetId, callback) {
    // send find_key request to node
    // ...
    // callback with result if found
  }
}

Zusammenfassung

In diesem Artikel haben wir das DHT-Netzwerk und seine Implementierungsmethode vorgestellt und ein einfaches DHT-Netzwerk mit Node.js implementiert. Da das DHT-Netzwerk stark dezentralisiert und selbstorganisierend ist, kann es eine wichtige Rolle bei der verteilten Datenverarbeitung und Speicherung spielen. Für Entwickler, die verteilte Anwendungen erstellen müssen, ist es sehr nützlich, mit dem DHT-Netzwerk vertraut zu sein und zu lernen, es mit Node.js zu implementieren.

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonDas DHT-Netzwerk implementiert NodeJS. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!