شبکه های همتا به همتا یا P2P چیست؟

0

واژه P2P به شبکه ای اطلاق می شود که برای انجام یک سری عملیات از منابع موجود در یک محیط توزیع شده استفاده می کند. این عملیات می تواند انجام یک محاسبه توزیع شده، اشتراک داده یا هرگونه ارتباط و همکاری با یکدیگر در انجام کاری باشد. توزیع شدگی می تواند در مورد داده ها و الگوریتم ها وجود داشته باشد. تفاوت اصلی اینگونه شبکه ها با شبکه های Client – Server معمولی در این است که در شبکه های P2P بر خلاف شبکه های نوع دوم که یک یا چند سیستم نقش سرویس دهند (Server) و بقیه سیستم ها به عنوان سرویس گیرنده (Client) عمل می کنند، اصولاً سرور وجود نداشته و همه سیستم ها (گره ها) هم می توانند به عنوان سرویس دهنده عمل کرده و هم به عنوان سرویس گیرنده.

شبکه های کامپیوتری در مدل P2P اصولاً قدرت محاسباتی، پردازش و پهنای باندشان وابسته به تعداد اعضای درون شبکه است. شبکه های P2P به نوعی برای ارتباط برقرار کردن بین عضو هایی که از گروه های بسیار بزرگ تک ارتباطی درست شده اند (تک ارتباطی به این معنیست که هر عضو به وسیله تنها یک کانکشن به شبکه متصل است)، مورد استفاده قرار می گیرد.


تاریخچه شبکه های P2P


نسل اول این شبکه ها با ظهور  Napster ، اولین نرم افزار File Sharing یا به اشتراک گذاری فایل در سال ۱۹۹۹ آغاز گشت و با بسته شدن آن توسط مقامات قضايی پايان يافت. Napster از یک شبکه همتا به همتای متمرکز استفاده می کرد. گره ها هنگام ورود به شبکه منابع به اشتراک گذاشته شده خود را به سرور مرکزی اعلام می کردند در هنگام جستجو با فرستادن يک درخواست به اين سرور، لیست نودهای ارائه دهنده آن منابع را دريافت می نمودند. راحتی استفاده از اين برنامه باعث شد تا اين نرم افزار در مدتی کوتاه بسيار محبوب شود.

بنا به رأی مقامات قضايی، Napster  می بايست از طريق سرور مرکزی بر اطلاعات رد و بدل شده نظارت می کرد تا حق کپی رایت مورد تخطی قرار نگيرد. از اينجا بود که ايده شبکه های همتا به همتای غير متمرکز به وجود آمد و تکامل شبکه های همتا به همتا وارد نسل دوم خود شد.

نسل سوم ترکيبی از اين دو معماری است به اين صورت که شبکه دارای يک سری اعضای به اصطلاح سوپر نود (Super Node) می باشد که نقش سرورها را بازی می کنند. اعضا هنگام ورود به شبکه به يکی از اين سوپر نودها متصل می شوند و منابع به اشتراک گذاشته شده خود را به آن اعلام می کنند. لازم به ذکر است که انتخاب گره های سوپر نود بدون هيچ گونه هماهنگی مرکزی و تنها با توجه به پهنای باند و توان محاسباتی اعضا صورت می گيرد.


مزایای شبکه P2P


از مزایای شبکه های P2P می توان به موارد زیر اشاره کرد:

  1. این شبکه ها با اجتناب از وابسته کردن سیستم به یک مدیریت متمرکز باعث افزایش مقیاس پذیری سیستم می شوند.
  2. نودها یا اعضا به طور مستقیم با یکدیگر ارتباط دارند و بنابراین نیاز به یک ساختار پرهزینه برای برقراری ارتباط بین نودها و مدیریت آن نخواهیم داشت.
  3. به دلیل مقیاس پذیری بالای آن امکان افزایش تعداد نودهای شبکه و در نتیجه افزایش منابع در دسترس شبکه فراهم شده و شبکه قدرتمندی ایجاد خواهد شد.

شبکه همتا به همتا یا P2P در سال ۱۹۹۹ و با معرفی سیستم Napster که امکان اشتراک فایل های صوتی را در اینترنت فراهم می کرد مطرح شد.

تعاریف مختلفی از P2P ارائه شده است که به طور کلی آن را سیستمی می دانند برای اشتراک منابع و سرویس های کامپیوتری با انجام تبادل مستقیم بین آن ها بدون اتکا به یک سرور متمرکز.


اهداف شبکه های همتا به همتا (Peer-to-Peer)


۱.تقسیم و کاهش هزینه:

راه اندازی یک سیستم متمرکز که بتواند از سرویس گیرنده های زیادی پشتیبانی کند هزینه زیادی را به سرور تحمیل خواهد کرد. شبکه های P2P می تواند این هزینه را بین تمام اعضا تقسیم کند.

۲.افزایش مقیاس پذیری و قابلیت اعتماد:

بدلیل عدم وجود یک منبع قدرتمند مرکزی، بهبود مقیاس پذیری و قابلیت اعتماد سیستم یکی از اهداف مهم به شمار می آید و بنابراین باعث نوآوری های الگوریتمی در این زمینه می شود.

۳.افزایش خود مختاری:

در بسیاری از موارد کاربران یک شبکه توزیع شده مایل نیستند که متکی به یک سرور متمرکز باشند چون متکی بودن به یک سرور متمرکز باعث محدود شدن آن ها می شود. مثلا در مورد کاربرد اشتراک فایل، کاربران می توانند به طور مستقل فایل های یکدیگر را دریافت کنند بدون آنکه متکی به یک سرور متمرکز باشند که ممکن است مجوز دریافت فایل را به آن ها ندهد.

۴.گمنامی:

این واژه وابسته به همان خودمختاری می شود. کاربران ممکن است مایل نباشند که هیچ کاربر دیگری یا سروری، اطلاعاتی در مورد سیستم آن ها داشته باشد. با استفاده از یک سرور مرکزی نمی توان از گمنامی مطمئن بود. چون حداقل سرور باید سرویس گیرنده را شناسایی کند .

۵.پویایی:

فرض اولیه سیستم های P2P این  است که در یک محیط کاملا پویا قرار داریم. منابع و اعضا می توانند آزادانه به سیستم وارد و از آن خارج شوند.


کاربردهای شبکه های P2P


موازی شدن: این کاربرد یک عملیات بزرگ را به قطعات کوچک تقسیم می کند تا به صورت موازی توسط تمام اعضا قابل اجرا باشد. بیشتر زمینه این کاربرد در قدرت محاسباتی است به طوریکه از کامپیوترهای شبکه برای حل معادلاتی که به محاسبات زیادی نیاز دارد استفاده می شود.

مدیریت فایل و محتوا: این کاربرد برای ذخیره سازی و بازیابی اطلاعات از اعضای مختلف در شبکه بکار می رود.

همکاری: این کاربرد به کاربران این امکان را می دهد که با هم ارتباط برقرار کنند بدون این که متکی به یک سرور مرکزی باشند.

یکی از مشکلات شبکه های P2P این است که بسیاری از شبکه های P2P به صورت مداوم تحت تاثیر حملاتی از جانب افراد مختلف با انگیزه های متفاوت می باشد. این حملات می تواند امنیت شبکه را به خطر اندازد و موجب خرابی کل شبکه شود.


شبکه های Peer-to-Peer و ارزهای رمزپایه


بیت کوین و بسیاری از ارزهای رمزپایه از شبکه همتا به همتا با پروتکل های رمزنگاری استفاده می کنند به این ترتیب که تراکنش ها در یک دفتر کل توزیع شده پخش و ثبت می شوند. برای به اشراک گذاری تراکنش ها از یک شبکه همتا به همتای غیر متمرکز استفاده می شود به طوری که اعضای آن یا همان نودها هر زمان می توانند از شبکه خارج شده و دوباره به شبکه بازگردند. تمام اعضا در شبکه با هم برابرند و همگی یک نسخه کپی شده از بلاک چین با آخرین بروزرسانی را در اختیار دارند.

شبکه های P2P در ارزهای رمزپایه باعث جلوگیری از بوجود آمدن مرکزیت در آن ها می شود، به این معنی که هیچ نهاد خاصی نمی تواند آن ها را کنترل کند.

نتیجه گیری:

امروزه شبکه های P2P در دنیا کارایی و محبوبیت زیادی دارند و می توان گفت که یکی از بزرگترین زمینه های استفاده از این شبکه ها در ارزهای رمزنگاری شده است. شاید با استفاده از این نوع شبکه ها، سیستم مالی دنیا روزی بتواند خود را از بند بانک ها و دولت ها به کلی رها کند.

امکان نظردهی غیر فعال شده.