Penjelasan terperinci tentang rangkaian peer-to-peer

Apakah itu peer-to-peer (P2P)?

Dalam bidang sains komputer, rangkaian peer-to-peer terdiri daripada sekumpulan peranti yang boleh menyimpan dan berkongsi dokumen. Setiap peserta (nod) adalah setara dengan individu rakan sebaya. Iaitu, semua nod mempunyai hak yang sama dan melaksanakan tugas yang sama.

Dalam bidang teknologi kewangan, P2P biasanya merujuk kepada transaksi mata wang digital atau aset digital melalui rangkaian yang diedarkan. Platform P2P membolehkan pembeli dan penjual berurus niaga secara langsung tanpa orang tengah. Sesetengah tapak web juga boleh menyediakan persekitaran dagangan P2P untuk peminjam dan pemberi pinjaman.

Seni bina P2P sesuai untuk pelbagai senario, tetapi ia benar-benar menjadi popular pada tahun 1990-an, apabila program perkongsian fail pertama dilahirkan. Hari ini, rangkaian peer-to-peer telah menjadi teras kepada kebanyakan mata wang digital dan menyumbang sebahagian besar industri blockchain. Walau bagaimanapun, ia juga digunakan dalam pelbagai program komputer teragih lain, termasuk: enjin carian web, platform media penstriman, pasaran dalam talian dan protokol rangkaian Sistem Fail Antara Planet (IPFS).

Cara P2P berfungsi

Pada asasnya, sistem P2P diselenggara oleh pengguna dalam rangkaian teragih. Biasanya, mereka tidak mempunyai sysadmin atau pelayan pusat kerana setiap nod mempunyai salinan fail -- pengguna dan pelayan ke nod lain. Oleh itu, setiap nod boleh memuat turun fail dari nod lain atau memuat naik fail kepada mereka. Peranti klien sistem pelayan tradisional perlu memuat turun fail dari pelayan pusat Ini adalah perbezaan antara rangkaian P2P dan sistem perkhidmatan tradisional yang lain.

Dalam rangkaian P2P, fail yang dikongsi oleh peranti yang saling bersambung disimpan pada pemacu kerasnya. Dan menggunakan aplikasi perisian untuk memindahkan data yang dikongsi, pengguna juga boleh mencari dan memuat turun fail pada peranti lain. Jika pengguna memuat turun fail tertentu, dia boleh bertindak sebagai sumber fail tersebut.

Dengan kata lain, apabila nod bertindak sebagai pengguna, dia akan memuat turun fail daripada nod lain. Tetapi jika ia berfungsi sebagai pelayan, nod lain boleh memuat turun fail daripadanya. Sebenarnya, kedua-dua fungsi ini boleh dilakukan secara serentak (contohnya, memuat turun fail A dan memuat naik fail B).

Memandangkan setiap nod boleh menyimpan, menghantar dan menerima fail, dan apabila pangkalan pengguna rangkaian P2P berkembang secara beransur-ansur, ia menjadi lebih pantas dan lebih cekap. Struktur yang diedarkan juga menjadikan sistem P2P lebih tahan terhadap serangan rangkaian. Tidak seperti model tradisional, rangkaian P2P tidak mempunyai satu titik kegagalan.

Mengikut strukturnya, kami boleh mengklasifikasikan sistem P2P, di mana tiga jenis utama ialah: rangkaian peer-to-peer tidak berstruktur, rangkaian peer-to-peer berstruktur dan rangkaian peer-to-peer hibrid.

Rangkaian P2P Tidak Berstruktur

Rangkaian peer-to-peer tidak berstruktur tidak menunjukkan seni bina khusus nod. Peserta boleh berkomunikasi secara bebas antara satu sama lain. Sistem ini tahan terhadap aktiviti frekuensi tinggi, yang bermaksud bahawa beberapa nod yang kerap masuk dan keluar rangkaian tidak akan memberi kesan kepada sistem.

Walaupun rangkaian peer-to-peer yang tidak berstruktur lebih mudah untuk disediakan, ia memerlukan CPU dan memori yang lebih berkuasa kerana pertanyaan carian dihantar kepada bilangan rakan sebaya yang paling banyak. Terutama jika sebilangan kecil nod boleh menyediakan kandungan yang diperlukan, sejumlah besar carian akan membanjiri rangkaian.

Rangkaian Peer-to-Peer Berstruktur

Tidak seperti rangkaian peer-to-peer tidak berstruktur, Rangkaian Peer-to-Peer Berstruktur mempamerkan struktur organisasi yang membolehkan nod mencari fail dengan cekap walaupun kandungan fail penggunaannya tidak diketahui secara meluas. Selalunya, carian dilakukan dengan menggunakan fungsi cincang untuk membantu pencarian pangkalan data.

Secara relatifnya, rangkaian peer-to-peer berstruktur akan menjadi lebih cekap kerana ia boleh menunjukkan tahap pemusatan yang tinggi dengan lebih baik dan memerlukan lebih banyak modal permulaan dan kos penyelenggaraan. Selain itu, rangkaian peer-to-peer berstruktur kurang bertolak ansur dengan aktiviti frekuensi tinggi.

Rangkaian peer-to-peer hibrid

Rangkaian peer-to-peer hibrid menggabungkan beberapa ciri seni bina tuan-hamba tradisional dengan seni bina point-to-point. Sebagai contoh, ia mungkin mewujudkan pelayan pusat untuk mempercepatkan penyepaduan antara titik.

Tidak seperti dua mod lain, rangkaian peer-to-peer hibrid cenderung mempamerkan prestasi keseluruhan yang lebih baik. Ia menggabungkan kelebihan setiap kaedah sambil mencapai kecekapan dan desentralisasi.

Tersebar VS Terdesentralisasi

Walaupun struktur titik ke titik diedarkan, tahap desentralisasi adalah berbeza. Oleh itu, tidak semua rangkaian peer-to-peer tidak berpusat.

Malah, banyak sistem memerlukan jabatan pusat untuk mengarahkan aktiviti rangkaian, menjadikannya lebih atau kurang berpusat. Contohnya, sesetengah sistem perkongsian fail rakan ke rakan membenarkan pengguna mencari dan memuat turun fail daripada pengguna lain, tetapi mereka tidak boleh mengambil bahagian dalam proses seperti mengurus pertanyaan carian.

Selain itu, beberapa rangkaian kecil yang dikawal oleh sebilangan kecil pengguna juga boleh dikatakan sangat terpusat, walaupun ia mungkin tidak mempunyai infrastruktur neutral.

Peranan peer-to-peer dalam blockchain

Pada zaman awal Bitcoin, Satoshi Nakamoto mendefinisikannya sebagai "sistem tunai elektronik peer-to-peer". Bitcoin muncul di mata umum sebagai bentuk tunai elektronik. Ia boleh dipindahkan antara dua pengguna melalui rangkaian peer-to-peer, yang memerlukan penggunaan lejar teragih, iaitu: blockchain. Dalam blockchain, seni bina peer-to-peer membolehkan Bitcoin dan mata wang digital lain dipindahkan antara satu sama lain di seluruh dunia tanpa memerlukan orang tengah dan mana-mana pelayan pusat. Jika mana-mana pengguna ingin mengambil bahagian dalam proses mengesahkan blok, mereka boleh mewujudkan nod Bitcoin.

Oleh itu, tiada langkah perbankan atau rekod transaksi dalam rangkaian Bitcoin. Sebaliknya, blockchain berfungsi sebagai lejar elektronik yang merekodkan semua aktiviti transaksi secara terbuka. Pada asasnya, setiap nod mempunyai salinan blockchain dan membandingkannya dengan nod lain untuk memastikan ketepatan data. Rangkaian Bitcoin dengan cepat boleh membersihkan semua jenis ralat dan aktiviti berniat jahat.

Nod boleh memainkan pelbagai peranan dalam rantaian blok. Sebagai contoh, nod penuh mengesahkan transaksi melalui peraturan konsensus, dengan itu memastikan keselamatan rangkaian.

Setiap nod penuh mengekalkan salinan rantaian blok yang lengkap dan dinaik taraf - membenarkan salinan rantaian blok ini berfungsi bersama untuk mengesahkan status sebenar lejar yang diedarkan. Perlu diingatkan bahawa tidak semua nod pengesahan adalah pelombong.

Kelebihan

Seni bina peer-to-peer blockchain mempunyai banyak kelebihan. Lebih penting lagi, berbanding dengan seni bina tuan-hamba tradisional, rangkaian point-to-point mempunyai kerahsiaan yang lebih tinggi. Kebanyakan nod hampir kebal terhadap serangan Penafian Perkhidmatan (DoS) yang telah menjejaskan banyak sistem. Begitu juga, memandangkan data ditambahkan pada blockchain yang memerlukan persetujuan sebulat suara majoriti nod, hampir mustahil bagi penyerang untuk mengubah data. Terutama dalam rangkaian besar seperti Bitcoin. Walau bagaimanapun, blok blok yang agak kecil terdedah kepada serangan kerana seseorang atau organisasi sering mengawal sejumlah besar nod (ini juga merupakan serangan 51%). Oleh itu, di bawah premis persetujuan sebulat suara majoriti nod, rangkaian peer-to-peer yang diedarkan menjadikan blockchain lebih tahan terhadap serangan rangkaian berniat jahat. Model peer-to-peer adalah sebab utama mengapa rangkaian Bitcoin boleh mencapai toleransi kesalahan Byzantine.

Selain keselamatan, seni bina peer-to-peer membenarkan rantaian blok mata wang digital untuk mengelakkan penapisan oleh pihak berkuasa pusat. Tidak seperti akaun bank biasa, dompet mata wang digital tidak boleh dibekukan atau digunakan oleh kerajaan. Pemprosesan pembayaran peribadi dan platform kandungan juga boleh mengelakkan usaha penapisan yang sepadan. Untuk mengelakkan campur tangan pihak ketiga dalam pembayaran mereka, beberapa pedagang dalam talian telah menggunakan kaedah pembayaran mata wang digital.

Keterbatasan

Walaupun kelebihannya di atas, menggunakan rangkaian P2P dalam rantaian blok juga mempunyai had tertentu.

Memandangkan lejar yang diedarkan mesti dinaik taraf pada setiap nod, menambah transaksi pada rantaian blok memerlukan kuasa pengkomputeran yang besar. Walaupun ini meningkatkan keselamatan, ia juga mengurangkan kecekapan dan telah menjadi salah satu halangan utama kepada pengembangan dan promosi rangkaian blockchain. Walau bagaimanapun, kriptografi dan pembangun blockchain sedang mengusahakan alternatif untuk menangani isu kebolehskalaan. Beberapa contoh yang jelas termasuk "Rangkaian Kilat", "Plasma Ethereum", dan "Protokol Mimblewimble." Satu lagi had potensi melibatkan kemungkinan serangan semasa hard fork. Memandangkan kebanyakan rantaian blok terdesentralisasi dan sumber terbuka, nod bebas untuk menyalin dan mengubah suai kod dan memisahkan daripada rantaian utama, membentuk rangkaian selari baharu dengan cara ini. Garpu keras adalah perkara biasa dan tidak menimbulkan ancaman. Tetapi kedua-dua rantaian boleh terdedah kepada serangan semula jika langkah keselamatan tertentu tidak digunakan dengan betul.

Selain itu, sifat pengedaran rangkaian P2P menjadikannya agak sukar untuk dikawal dan dikawal. Masalah ini tidak terhad kepada blockchain, beberapa aplikasi dan syarikat P2P juga terlibat dalam aktiviti haram seperti pelanggaran.

Ringkasan

Seni bina peer-to-peer boleh dibangunkan dan digunakan dalam pelbagai aspek yang berbeza, dan kedudukan terasnya dalam blockchain turut menyumbang kepada kelahiran mata wang digital. Dengan mengedarkan lejar urus niaga merentasi rangkaian besar nod, seni bina peer-to-peer memberikan kelebihan keselamatan, desentralisasi dan perlindungan terhadap peraturan.

Selain kelebihannya dalam teknologi blockchain, sistem P2P juga boleh digunakan pada medan aplikasi pengkomputeran teragih lain, daripada rangkaian perkongsian fail kepada platform dagangan tenaga.

Atas ialah kandungan terperinci Penjelasan terperinci tentang rangkaian peer-to-peer. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!