Как работают P2P-сети
Peer-to-peer (P2P) или одноранговая архитектура — это сеть, состоящая из соединенных устройств, которые обмениваются информацией и хранят единый набор данных. Каждый участник является отдельным узлом, выполняющим единые задачи и предоставляющим сети одинаковую вычислительную мощность.
Технология P2P была разработана фирмой IBM в 1984 году для маршрутизации данных. В 1990-х годах P2P-сети начали использоваться для обмена данными, поиска информации, онлайн-торговли, стриминга, распределенных вычислений и т.д.
Одноранговые сети стали ключевой технологией для децентрализации блокчейн-проектов.
Как работает P2P-сеть?
Принцип работы децентрализованной сети выглядит следующим образом:
- имеется определенное количество компьютеров, между которыми обеспечена сетевая связь;
- каждый участник сети обладает точной копией базы данных;
- каждое устройство одновременно функционирует как сервер и клиент, и отправляет, и обрабатывает запросы;
- любые изменения в сети обрабатываются коллективно.
Процесс обмена и обновления информации в базе данных непрерывный и постоянный, так как каждый узел должен реагировать на любое изменение в сети. В отличие от централизованной системы, децентрализованная сеть не имеет единой точки отказа.
Криптовалюты и одноранговая технология: как они работают вместе
Воздействие P2P-структуры на криптовалюты – очевидно. Посмотрите, по крайней мере, на название программной статьи, в которой Сатоши Накамото впервые описал первую криптовалюту: « Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System ». Криптовалюта использует распределенный регистр – блокчейн, который работает по принципу одноранговой сети.
Все узлы блокчейн-сети прямо связаны между собой, однако в блокчейне участники сети могут выполнять различные задачи. Например, полные узлы обеспечивают хранение и обновление полного спектра данных блокчейн-сети, а майнеры создают новые блоки с информацией.
Категории одноранговых сетей
Три основных вида P2P-сетей:
- Неструктурированные — участники связываются между собой случайным образом, что делает сеть устойчивой при постоянной смене участников.
- Структурированные — имеют четкую архитектуру взаимосвязей между узлами, что обеспечивает более эффективный обмен данными.
- Гибридные — объединяют элементы предыдущих видов, что позволяет достичь высокой производительности, устойчивости и децентрализации.
Возможности и ограничения одноранговых сетей
Основные плюсы P2P-сетей, которые достигаются за счет распределения информации между всеми участниками сети:
- децентрализация;
- высокая производительность благодаря разделению ресурсов;
- устойчивость к DDoS-атакам, отказам и сбоям внутри сети, ограничениям со стороны государственных структур.
Основные минусы одноранговых сетей выглядят следующим образом:
- неудобство управления;
- необходимость хранить резервную копию всей сети на каждом узле, постоянно обновлять и проверять ее актуальность;
- отсутствие возможностей для централизованного поиска информации и управления доступом к данным.
Важно помнить, что многие блокчейн-сети обладают отдельными свойствами P2P-сетей, но эти два понятия не являются одним и тем же. Наиболее широкое применение одноранговые сети получили в сфере распределенного обмена файлами. Вероятно, что все вы слышали про BitTorrent — сетевой протокол для кооперативного обмена файлами, который организован как пиринговая сеть.
Наиболее перспективной сферой применения P2P-сетей, за пределами криптовалютного рынка, на данный момент являются протоколы распределенных вычислений. Самый известный практический пример — программа распределенных вычислений молекулярной динамики белков, совместный проект Sony и Pande Lab из Стэнфордского университета. Вычисления осуществлялись на приставках PlayStation 3 и сеть из 30 тыс. устройств оказалась на 10% продуктивнее, чем самый мощный суперкомпьютер того времени.
