Что такое одноранговый (Peer-to-Peer или P2P)?

Peer-to-Peer, или сокращенно P2P, также известен как «Общение равных» или, в некоторых случаях, «Перекрестное общение». Под этим подразумевается сеть, в которой все компьютеры имеют равные права и имеют одинаковые функции. В отличие от классической модели клиент-сервер, в которой клиенты делают запросы, а сервер отвечает на них, в одноранговой сети все стороны могут действовать как серверы, так и клиенты. Таким образом, вся сеть организована децентрализованно и полностью обходится без сервера более высокого уровня. В простых P2P-сетях все компьютеры связаны друг с другом, в более сложных одноранговых структурах участники делятся на группы.

Как работает одноранговая сеть?

Чтобы понять, как работает одноранговая сеть, стоит сначала взглянуть на классическую структуру клиент-сервер: чтобы загрузить файл, откройте браузер, посетите соответствующий веб-сайт, а затем сделайте запрос на сервер. Это предоставит вам файл, который вы ищете, и перенесет его на ваш компьютер. Таким образом, передача осуществляется только в одном направлении, а роли клиента и сервера четко разделены.

Если вы хотите загрузить файл в этой одноранговой сети, вы отправляете запрос не на центральный сервер, а на несколько компьютеров одновременно. Все компьютеры или одноранговые узлы, содержащие этот файл, делают его доступным для вас. Как скачать отдельные части из разных источников. В то же время они делают все уже полученные части снова доступными, чтобы другие пользователи теперь также могли получить файл с вашего компьютера. Передача выполняется во многих разных направлениях одновременно, благодаря чему все подключенные компьютеры в сети P2P могут в равной степени выступать в качестве источника и получателя.

Какие архитектуры P2P существуют?

Существует множество различных одноранговых архитектур и структур. Сети P2P можно условно разделить на структурированные системы и неструктурированные системы. Степень централизации или децентрализации также играет важную роль в различении различных одноранговых систем.

Структурированные и неструктурированные одноранговые системы

Неструктурированные P2P-системы не содержат информации о путях между отдельными источниками и пунктом назначения. Таким образом, данные или фрагменты можно найти только в целевой системе. Эти одноранговые сети в основном работают через поисковые запросы. Если требуется файл, получатель отправляет запрос на все компьютеры в сети P2P. Эта процедура известна как флуд.

Когда в сеть интегрируется больше систем, требования ко всей системе P2P также возрастают. В структурированных P2P-системах информация о путях передачи часто хранится в распределенных хеш-таблицах (DHT). Поисковые запросы можно сделать более целенаправленными и отвечать на них из распределенного индекса. В этом методе нет флуда.

Централизованные и децентрализованные сети P2P

Одноранговые системы также делятся на централизованные и децентрализованные сети. В централизованных P2P-сетях используется центральный сервер, который управляет всей системой. Это сравнимо с сервером других типов сетей. Однако в централизованной одноранговой системе определенные задачи или права также могут быть распределены между несколькими компьютерами, которые затем могут быть B. управлять потоками данных или списками адресов. Если новые пользователи захотят присоединиться к такой одноранговой сети, они должны сначала разместить личные данные на этих серверах. Между отдельными компьютерами продолжается только фактический обмен данными, который контролируется только сервером.

Децентрализованные одноранговые системы полностью обходятся без такого органа управления. Вместо этого вся информация хранится на всех компьютерах. Однако этот подход сопряжен с некоторыми рисками, поэтому существует несколько адаптированных подходов. В случае сетей «друг-другу» или сети доверия нагрузка также распределяется поровну между всеми плечами, но только пользователи, которые знают друг друга, допускаются в соответствующую сеть P2P. Этот принцип надежных друзей создает основу доверия и предотвращает злоупотребление децентрализованной одноранговой системой.

Гибридные одноранговые сети

Особым случаем являются иерархические или гибридные P2P-сети. Хотя они также децентрализованы в своих основных функциях, они полагаются на особенно мощные компьютеры в сообществе, которые могут вносить важный вклад в инфраструктуру благодаря большой пропускной способности и высокой вычислительной мощности. Административные задачи, в частности, выполняются через эти так называемые суперузлы. Остальная часть передачи данных продолжает происходить между отдельными компьютерами.

Каковы преимущества одноранговой сети?

Одноранговые системы обладают многочисленными преимуществами, поэтому многие компании и сообщества вкладывают время и ресурсы в разработку и дальнейшее развитие сетей P2P. К основным преимуществам относятся следующие:

Масштабируемость

Теоретически возможности одноранговой сети безграничны. Чем больше компьютеров присоединяются к системе, тем мощнее она становится. В конце концов, каждый новый участник ставит свою производительность, хранилище и пропускную способность на службу всему сообществу. Вся нагрузка P2P-сети распределяется между несколькими плечами одновременно.

Безопасность

Это также укрепляет архитектуру безопасности одноранговой сети. Поскольку основного сервера нет, по крайней мере, в децентрализованных системах, атаковать его тоже нельзя. Даже если один из компьютеров в сети выйдет из строя, это лишь незначительно повлияет на весь рабочий процесс. В более крупном масштабе заметны только возмущения в суперузле. Это также относится к атакам вредоносных программ, которые могут повлиять на один компьютер, но обычно отражаются сетевой системой.

Гибкость

В P2P-сетях все задачи можно распределять гибко. Это относится к упомянутым сбоям, которые можно оптимально компенсировать, но которые также могут быть преимуществом при бесперебойной работе. В то время как модель клиент-сервер требует особо сложного оборудования для некоторых требований, задачи в одноранговой сети могут быть разделены таким образом, что каждый вносит свой вклад и доступны сопоставимые или даже большие ресурсы.

Каковы недостатки одноранговой сети?

Преимущества одноранговых вычислений на первый взгляд очень убедительны. Но есть и некоторые минусы, которые следует, по крайней мере, учитывать заранее. Это включает, в частности, следующие аспекты:

Статья расхода

Администрирование и организация большой одноранговой сети сравнительно сложны. Поскольку центральный орган управления может отсутствовать, изменения и проблемы должны быть прояснены в большой сети.

Зависимости

Хотя системы P2P в целом работают более независимо, чем решения клиент-сервер, это также может иметь противоположный эффект. Изменения на компьютере в сети могут повлиять на все остальные системы, так как все они связаны. Доступность данных также может быть ограничена, если данные удалены на компьютере и соответствующие фрагменты больше не предлагаются другими участниками. Переполнение также создает нагрузку на все подключенные системы и может привести к повышению нагрузки на отдельные компьютеры.

Правовые проблемы

Свобода на самом деле является основным преимуществом однорангового подхода. Однако и этим можно злоупотреблять. Например, если пользователи загружают контент, защищенный авторским правом, предотвратить это очень сложно. Здесь также большую роль играет отсутствие надзорного органа. Отслеживание также значительно сложнее в сети P2P.

Где применяется одноранговая сеть?

Чтобы стать частью одноранговой сети, вам необходимо специальное программное обеспечение P2P, которое вы устанавливаете на свой компьютер. Затем вы можете использовать различные приложения и сервисы, работающие по принципу одноранговой сети. К ним относятся:

Обмен файлами

Долгое время самой известной и, вероятно, самой противоречиво обсуждаемой формой одноранговой связи были файлообменные и файлообменные сервисы в Интернете. Проблема: Во многих случаях имели место нарушения авторских прав. По сути, обмен файлами является законным и очень практичным. Сеть P2P — это лишь один из нескольких возможных методов.

Мессенджер и VoIP

Службы обмена сообщениями или VoIP (видео через IP) также часто используют подход P2P и полагаются на различные узлы вместо центрального сервера.

Распределенных вычислений

Peer-to-peer в форме распределенных вычислений используется в исследованиях. Здесь подпроцессы выполняются на разных компьютерах и, наконец, объединяются для формирования общего результата.

Блокчейны

P2P также является важным фактором в мире криптовалют и ((блокчейнов|онлайн-маркетинг/продажи в Интернете/блокчейн/)). Вот как транзакции работают без центрального сервера или посредников.

Внутренние сети

Одноранговая сеть также может быть очень полезна в контексте офиса. Данные со всех компьютеров доступны всем уполномоченным лицам в любое время. Кроме того, сканерами, принтерами и другими рабочими материалами можно управлять из сети.