בעת הקמת רשת מחשוב מבוזרת, קיימים סוגים שונים של ארכיטקטורת מערכת מבוזרת שניתן לפרוס. במאמר זה נבחן עמוק יותר את סוגי ארכיטקטורת המערכת המבוזרת, תוך התמקדות ספציפית בארכיטקטורת המערכת המופצת בין עמית לעמית של בלוקצ’יין..

סוגי ארכיטקטורת מערכת מבוזרת

דגם שרת לקוח

יישומים כמו דוא”ל או מדפסות ברשת משתמשים בדרך כלל בארכיטקטורת שרת הלקוח. בעיקרו של דבר, לספקים (הנקראים שרתים) ומבקשים (הנקראים לקוחות) תפקידים שונים. השרת מטפל בכל דרישות העיבוד, ניהול הנתונים והמחשוב, העומדות לרשות הלקוח לפי דרישה. אם ערך מסד נתונים משתנה, הלקוח לא בהכרח צריך לעשות דבר. יש לשנות רק את הנתונים בשרת.

השרת לא צריך להיות מכשיר אחד במודל זה; זה יכול להיות מספר שרתים המבצעים משימות דומות להפצת עומס העבודה. המודל מתייחס לתפקיד הלקוח והשרת ולא לחומרה הספציפית.

תרשים מודל לקוח-שרת

תרשים מודל לקוח-שרת. מקור: Wikimedia Commons

אנו משתמשים באינטראקציות בין שרת לקוח כל יום, בכל פעם שאנחנו משתמשים במחשב נייד או בסמארטפון כדי לגלוש באינטרנט, להשתמש באפליקציות מדיה חברתית, לשחק משחקים ניידים או לצפות בסרט ב- Netflix. ארכיטקטורת מערכת מבוזרת על ידי שרת הלקוחות היא מה שאנו מתייחסים אליו כאשר אנו מדברים על מערכות מחשב “מרכזיות”, בניגוד לבלוקצ’יין כארכיטקטורת מערכת מבוזרת מבוזרת..

זהו אמנם הסבר פשוט, אך ישנם סוגים שונים של ארכיטקטורת שרת לקוחות, כגון שלוש דרגות. מודל זה כולל הפרדה בין השרת המריץ את היישום עצמו לבין השרת המאכלס את הנתונים שמאחורי היישום. ישנם אחרים, אך מכיוון שהם אינם רלוונטיים לבלוקצ’יין, לא ננתח את כולם כאן.

מודל עמית לעמית

לארכיטקטורת מערכת מבוזרת של עמית לעמית (P2P) אין לקוחות או שרתים ספציפיים. רשת P2P היא מערכת מבוזרת של מכונות הנקראת צמתים. כל הצמתים יכולים לבצע את התפקיד של הלקוח והשרת במקביל או בנקודות זמן שונות. המודל טבוע בשם עצמו – ברשת P2P, כל מכונה היא עמית שווה, ולא להיות לקוח או שרת.

רשתות P2P הופכות פופולריות לאחר שחרורם של שירותי שיתוף קבצים כמו אתר שיתוף המוסיקה Napster. הרעיון של P2P זכה למעין מעמד פולחן מכיוון שמערכות יכולות לפעול ללא תלות בכל שליטה ריכוזית. כיום, מחוץ לבלוקצ’יין, פרוטוקול שיתוף הקבצים BitTorrent הוא כנראה השם הגדול והמוכר ביותר המשויך לרשתות P2P..

רשתות לא מובנות לעומת מובנות

בהתבסס על האופן שבו הצמתים מתקשרים זה לזה, וכיצד הנתונים מתווספים ומתגלים, רשתות P2P מסווגות כמובנות או לא מובנות. במערכת לא מובנית, צמתים פשוט יוצרים קשרים אקראיים זה לזה. קל לבנות ולהרחיב מעלה או מטה רשתות לא מובנות.

דיאגרמת רשת לא עמית ברשת (מקור: Wikimedia Commons)

עם זאת, מכיוון שהם לא מובנים, זה הופך את האינדקס להרבה יותר קשה. אם צומת רוצה למצוא פיסת נתונים מסוימת או צומת אחר, עליו להציף את הרשת כדי להגיע לכמה שיותר צמתים שעשויים להוות יעד פוטנציאלי לחיפוש. זה משתמש יותר כוח רשת, שכן כל הצמתים חייבים לעבד את כל הבקשות. יתר על כן, אם הנתונים נדירים, יתכן שלא ניתן יהיה למצוא אם כל הצמתים ברשת אינם יכולים לעבד את כל הבקשות. דוגמאות לרשתות לא מובנות כוללות את Kazaa ו- Limewire.

מצד שני, איתור כל נתונים ברשת מובנית הוא קל. רשתות מובנות משתמשות בטבלת hash מבוזרת כדי לזהות אילו עמיתים מחזיקים אילו קבצים וגירסאות קבצים. אקורד הוא דוגמה אחת לרשת P2P מובנית.

טבלת חשיש מבוזרת

תרשים של טבלת hash מבוזרת, כפי שהיא משמשת ברשתות P2P מובנות. מקור: Wikimedia Commons

מדוע בלוקצ’יין הוא מיוחד

כמודל טהור לאדריכלות מערכת מבוזרת, לרשתות P2P יתרונות ואתגרים שונים. היתרון העיקרי הוא חוסן להפסקת זמן כי אין נקודת כישלון מרכזית.

עם זאת, מכיוון שצמתים ברשת P2P פועלים כלקוח וגם כשרת, הם חשופים יותר להתקפות. התקפות כאלה עשויות לכלול מניעת שירות או הפצה של תוכנות זדוניות או נתונים פגומים. מחקר אחד מצא כי 15 אחוזים מחצי מיליון קבצים שהורדו מקאזא נגועים ב -52 וירוסים שונים.

בעוד שחסימות אינן ניתנות לפגיעה, סאטושי המציא פיתרון גאוני לבעיית הפגיעות כשכתב את הביטקוין נייר לבן. על ידי הצגת פרוטוקול קונצנזוס, כל הצמתים ברשת הביטקוין חייבים להסכים כי עסקה תקפה. השימוש בתורת המשחקים מכיל שכל צומת מתחרה בכריית הבלוק הבא.

כרייה מוצלחת של החסימה הבאה מגיעה עם פרס, ומספקת למפעילי הצומת תמריץ לשמור על ניקיון הרשת. בתנאי ש -51% ומעלה ממפעילי הצומת עובדים יחד כדי להמשיך להתחרות על תגמול החסימה הבא, הבלוקצ’יין ממשיך לפעול ללא התקפות..

סיכום

כמובן שישנם אלמנטים נוספים לביטקוין, כמו שימוש בחשיפות hashing וקריפטוגרפיה, שיוצרים את המאגר בעל ערך דיגיטלי. עם זאת, הפיתרון שהמציא סאטושי להתגברות על החולשות הטמונות בארכיטקטורת מערכת מבוזרת של P2P נותר אחד המרכיבים המשכנעים והחדשניים ביותר של בלוקצ’יין..

מאז הקמתו של הביטקוין, רבים אחרים העלו פיתוחים המצאתיים על פי הרעיון של סאטושי. ההתפתחויות הללו נמשכות עד עצם היום הזה. Blockchain מייצג צעד מהפכני בארכיטקטורת המערכת המבוזרת. יתר על כן, הטכנולוגיה עדיין תתפתח במשך שנים רבות נוספות.

תמונה מוצגת באדיבות Pixabay

Mike Owergreen Administrator
Sorry! The Author has not filled his profile.
follow me