همه چیز درباره شبکه های P2P یا (همتا به همتا)

شبکه p2p: در حوزه فناوری‌های کامپیوتری، یک شبکه همتا به همتا یا همان کاربر به کاربر به دستگاه‌هایی گفته می‌شود که مقداری داده را به صورت گروهی ذخیره و به اشتراک می‌گذارند. این نوع از شبکه‌ در موارد مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرد که یکی از آنها مقوله پرداخت‌های ارزی به ویژه ارز دیجیتال و بلاک چین به شمار می‌رود. امروز در کافه ارز بررسی می‌کنیم که شبکه همتا به همتا چیست، چگونه کار می‌کند و چه مزایا و معایبی دارد. در ادامه به توضیحات بیشتر در رابطه با موضوع p2p چیست، خواهیم پرداخت پس تا انتهای این مطلب با ما همراه باشید.

شبکه همتا به همتا یا p2p چیست؟

شبکه همتا به همتا که به صورت اختصاری «شبکه p2p» نامیده می‌شود متشکل از تعدادی سیستم کامپیوتری است که به صورت اشتراکی و مبتنی بر ساختار توزیع‌شده به صورت یکپارچه و از طریق اینترنت فعالیت می‌کنند. اعضای این شبکه موسوم به نود (Node) یا همان گره، وظایف و قدرت از پیش‌ تعیین‌شده‌ای دارا هستند. داده‌های موجود در این شبکه نیز بدون نیاز به یک سرور مرکزی و از طریق نودهای شبکه به اشتراک گذاشته می‌شوند.

یک نود وقتی به عنوان کاربر (کلاینت) فعالیت دارد، فایل‌های اشتراکی را از نودهای دیگیر دریافت می‌کند. اما همان نود وقتی به عنوان سرور فعال باشد، یک منبع آپلود به شمار می‌رود و دیگر نودهای شبکه می‌توانند فایل‌های مربوط را از طریق سرور دانلود کنند. به عبارت دیگر، می‌توان گفت که یک نود در شبکه همتا به همتا به صورت همزمان می‌تواند به عنوان سرور و کاربر فعالیت داشته باشد. در حوزه فناوری‌های مالی، اصطلاح شبکه همتا به همتا معمولاً به مبادله ارزهای دیجیتال از طریق یک شبکه توزیع شده اطلاق می‌شود. یک پلتفرم P2P این امکان را در اختیار معامله‌گران قرار می‌دهد تا ارزهای دیجیتال را بدون واسطه خرید و فروش کنند. امروزه، شبکه‌‌های همتا به همتا به عنوان ستون فقرات حوزه ارزهای دیجیتال و تکنولوژی بلاک چین محسوب می‌شوند. علاوه بر این، شبکه‌های P2P در سایر برنامه های محاسباتی توزیع شده نظیر موتورهای جستجوگر اینترنت، سیستم‌های پخش زنده، بازارهای آنلاین و پروتکل ذخیره‌سازی غیرمتمرکز (IPFS) نیز استفاده می‌شوند.

شبکه P2P چگونه کار می‌کند؟

یک پلتفرم P2P توسط یک شبکه توزیع‌شده از کاربران مدیریت می‌شود. به طور کلی، این گروه از کاربران هیچ سرپرست یا سرور مرکزی ندارند. هر کدام از نودها قادر است به هم به عنوان مشتری و هم به عنوان سرور فعالیت داشته باشد، بنابراین هر نود توانایی این را دارد که فایل‌ها را از نودهای دیگر بارگیری کرده و یا آنها را بر روی نودهای دیگر بارگذاری کند. این ویژگی دقیقاً همان چیزی است که شبکه‌های P2P را از سیستم‌های سمت کاربر (Client-Side) متمایز می‌کند که در آن دستگاه‌های متعلق به مشتری، فایل‌ها را از یک سرور متمرکز دانلود می‌کنند.

در شبکه های P2P، دستگاه‌های توزیع‌شده داده‌هایی که در حافظه خود ذخیره کرده‌اند را به اشتراک می‌گذارند. به لطف اپلیکیشن‌هایی که به منظور واسطه‌گری در فرایند به اشتراک‌گذاری داده‌ها طراحی شده است، کاربران می‌توانند برای یافتن و بارگیری فایلها از دستگاه های دیگر حاضر در شبکه پرس و جو کنند. پس از بارگیری یک فایل خاص ،کاربر می تواند به عنوان منبع به اشتراک‌گذاری آن فایل وارد عمل شود. به عبارت دیگر، وقتی یک نود به عنوان کاربر عمل می‌کند، فایل‌ها را از دیگر نودهای شبکه بارگیری می‌کنند. اما وقتی آنها به عنوان سرور مشغول به کار هستند، منبع دانلود دیگر نودهای شبکه به شمار می‌روند.

هر نود می‌تواند فایل‌ها را ذخیره، ارسال یا دریافت کند. شبکه های P2P با بیش‌تر شدن حجم کاربران خود، به سرعت رشد می‌کنند. علاوه بر این، معماری توزیع شده، سیستم های P2P را در برابر حملات سایبری بسیار مقاوم می‌کندبه عبارت دیگر، شبکه‌های p2p برخلاف سیستم‌های قدیمی، نقطه شکست ندارند.

دسته‌بندی شبکه‌های همتا به همتا

سیستم‌های همتا به همتا با توجه به نوع معماری که دارند طبقه‌بندی می‌شوند. به طور کلی، این نوع از شبکه‌ها به سه دسته «بدون ساختار»، «ساختار یافته» و «ساختار یافته ترکیبی» دسته‌بندی می‌شوند که در ادامه هر یک را توضیح خواهیم داد.

شبکه های P2P بدون ساختار

شبکه های P2P بدون ساختار، گروهی خاصی از نودها را ارائه نمی‌دهند. به عبارت دیگر، اعضای این شبکه به صورت تصادفی با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند این معماری برای شبکه‌هایی که کاربران آن به صورت مدام ریزش می‌کنند و نودها به صورت متوالی به سیستم وصل می‌شوند، گزینه بسیار مناسبی به شمار می‌رود. در برابر فعالیت زیاد مقاوم در نظر گرفته می شوند برای مثال، ساخت شبکه‌های اجتماعی که کاربران مدام در حال ورود و خروج به پلتفرم هستند از طریق شبکه‌های peer-to-peer بدون ساختار بسیار آسان است. البته، شبکه های P2P بدون ساختار ممکن است به قدرت پردازنده و میزان حافظه بیشتری احتیاج داشته باشند زیرا انتقال داده بین نودهای شبکه در سطح بسیار بالایی صورت می‌پذیرد.

شبکه های P2P ساختار یافته

شبکه های P2P ساختار یافته مجهز به یک معماری سازمان‌یافته هستند. به طور کلی، شبکه‌های ساختار یافته جستجوی داده را آسان‌تر می‌کنند نودها را قادر می سازد به طور کارآمدتری فایل‌های مورد نیاز خود را جستجو کنند، حتی اگر محتوا در دسترس همه کاربران تباشد، نودها به لطف معماری ساختاریافته می‌توانند به راحتی به آن دسترسی داشته باشند. اگرچه شبکه های ساختار یافته ممکن است عملکرد بهتری داشته باشند اما برای هدایت کاربران هزینه‌ تنظیم و نگهداری بیشتری بر روی دست صاحبان آن می‌گذارند.

شبکه های P2P هیبریدی (ترکیبی)

شبکه های P2P هبریدی به شکلی دوگانه فعالیت دارد یعنی مدل کلاینت و مدل سرور را به صورت همزمان اجزا می‌کند. این نوع شبکه مدل کلاینت-سرور را با برخی از ویژگی‌های معماری همتا به همتا ترکیب می‌کند برای مثال، ممکن است یک سرور مرکزی طراحی کند که ارتباط بین نودها را تسهیل کند در مقایسه با دو نوع دیگر شبکه‌های P2P، مدل هیبریدی عملکرد کلی بهتری دارند. به عبارت دیگر، در یک شبکه هیبریدی، تمرکزگرایی مدل کلاینت-سرور در کنار مدل غیرمتمرکز مدل همتا‌به‌همتا توازن را در اکوسیستم برقرار خواهد کرد. عملکرد بهتر شبکه هبریدی به خاطر این است که برای جستجوی داده‌ها به بهترین نحو در بعضی موارد نیاز به معماری متمرکز و در موارد دیگر به ساختاری غیرمتمرکز نیاز است.

نقش شبکه های همتا به همتا در blockchains

بلاک چین برای اولین بار در سال 2008 به عنوان قلب تپنده بیت کوین مطرح شد. ساتوشی ناکوموتو، بنیانگذار بیت کوین، آن را یک ارز دیجیتال همتا به همتا معرفی کرده است که مقوله عدم اعتماد بین طرفین یک معامله را به طور کلی حل می‌کند. در اصل، هدف اصلی ساتوشی، خلق یک پول بدون دخالت بانک بوده است که تا حد بسیار زیادی نیز در رسیدن به مقصود خود موفق بوده است.

بلاک چین از توانایی شبکه‌های همتا‌به‌همتا برای ثبت اطلاعات در یک دفتر کل اشتراکی و امن استفاده می‌کند. تکنولوژی دفتر کل توزیع‌شده (Distributed Ledger) به بلاک چین بیت کوین کمک می‌کند که تمام اطلاعات مربوط به یک تراکنش را در یک بلاک غیرقابل تغییر ذخیره کند. بلاک چین توسط هیچ ارگان یا سازمان ثالثی اداره نمی‌شود و فقط اعضا می‌توانند تراکنش‌های درون آن را تایید کنند. علاوه براین، تاریخچه تمامی تراکنش‌ها و فعالیت‌های انجام شده در بلاک چین به صورت عمومی در دسترس همه افراد قرار دارد.

بنابراین، هیچ بانکی در پردازش یا ضبط معاملات در شبکه بیت کوین وجود ندارد. بلاک چین به عنوان یک دفترچه دیجیتال عمل می‌کند که همه فعالیت‌ها را به طور عمومی ثبت می‌کند. هر نود یک کپی از blockchain را در خود نگه می‌دارد و برای اطمینان از صحت اطلاعات، آن را با گره‌های دیگر مقایسه می‌کند. شبکه به سرعت هرگونه فعالیت مخرب یا جعل را شناسایی و رد می‌کند. در زمینه بلاکچین ارزهای دیجیتال، نودها نقش‌های مختلفی را ایفا می‌کنند. به عنوان مثال نودهای کامل با تأیید معاملات، امنیت شبکه را تأمین می‌کنند. هر نود کامل یک نسخه کامل و آپدیت‌شده از blockchain را نگهداری می‌کند تا امکان شرکت در اجماع برای تایید وضعیت دفتر کل برای آن‌ها وجود داشته باشد. به آنها اجازه می دهد تا در کار جمعی برای تأیید وضعیت واقعی دفترچه توزیع شده شرکت کنند

کلام آخر

معماری شبکه همتا به همتا از جهات مختلفی قابل توسعه است و همین موضوع باعث می‌شود تا در بخش‌های مختلف قابل استفاده باشد. شبکه های P2P به عنوان هسته اصلی پروژه‌های ارزهای دیجیتال در نظر گرفته می‌شوند، به گونه‌ای که فناوری بلاک چین پیشرفت‌های خود را مدیون شبکه p2p می‌داند. در هسته ارزهای رمزپایه قرار دارند و بخش بزرگی از صنعت blockchain را تشکیل می دهند. علاوه بر کاربرد در فناوری blockchain، سیستم های P2P همچنین می‌توانند سایر برنامه های محاسباتی توزیع شده اعم از شبکه های اشتراک فایل تا پلتفرم‌های تجارت انرژی را نیز مدیریت کنند.