Qu’est-ce que l’informatique distribuée ? Examiner l'épine dorsale de la blockchain

L’informatique distribuée est un principe informatique fondamental qui sous-tend la technologie blockchain, mais de quoi s’agit-il exactement ?

Une compréhension de base d’une blockchain est qu’il s’agit d’un réseau d’ordinateurs vérifiant les transactions. Cependant, pour tous ceux qui souhaitent creuser un peu plus, se demandant comment fonctionne le cryptage par clé, ou découvrir l'informatique distribuée peut conduire à une meilleure compréhension de la technologie blockchain. Comprendre le fonctionnement de la technologie n’est pas réservé aux curieux scientifiques. Cela peut également vous aider à prendre des décisions d’investissement plus éclairées en vous concentrant sur des projets dotés d’une base technologique solide.

Cet article est en deux parties.

Les premières couvertures Qu'est-ce que l'informatique distribuée, comment elle est utilisée, ainsi que ses avantages et ses inconvénients.

Dans le la deuxième partie, nous examinons plus en détail les différentes architectures de systèmes distribués et approfondissons l'architecture peer-to-peer de la blockchain.

Qu’est-ce que l’informatique distribuée ?

Au niveau le plus simple, l’informatique distribuée est simplement un réseau d’ordinateurs travaillant ensemble comme un seul système. Les machines peuvent être situées à proximité les unes des autres et connectées physiquement dans le cadre d'un réseau local. Ou, comme dans les réseaux basés sur la blockchain comme Bitcoin, les ordinateurs peuvent être géographiquement dispersés.

L’informatique distribuée existe depuis bien plus longtemps que la blockchain elle-même. À mesure que l’utilisation des ordinateurs dans les universités et les laboratoires de recherche s’est développée au cours des années 1960, le besoin s’est fait sentir pour que les ordinateurs commencent à communiquer entre eux, partageant du matériel comme le stockage et les imprimantes. Les années 1970 voient la mise en place des premiers réseaux locaux. Les premiers systèmes informatiques distribués étaient des réseaux locaux tels qu'Ethernet, une famille de technologies de réseau développées par Xerox. Maintenant, ils sont partout. Chaque fois que vous rejoignez une nouvelle connexion Wifi, vous entrez dans un nouveau réseau informatique.

Les ordinateurs des réseaux distribués n’ont pas besoin d’être dans un format ou une configuration matérielle spécifique. Il peut s'agir d'ordinateurs portables ou d'ordinateurs centraux, de PC ou de Mac. Dans les blockchains, il peut s'agir de PC exécutant un CPU ou un GPU, ou de matériel dédié comme un mineur ASIC.

Cependant, quel que soit le type de machine sur le réseau, elles doivent toutes fonctionner comme un seul ordinateur. L'utilisateur final ne doit pas être en mesure d'identifier l'existence d'un réseau informatique distribué derrière l'interface.

Pourquoi utiliser l'informatique distribuée ?

Pour illustrer les bases de l’informatique distribuée, pensez à une entreprise qui possède et gère une application Web, disons un site d’offres d’emploi. À mesure que l’application gagne de plus en plus d’utilisateurs, aussi bien candidats que recruteurs, l’entreprise a besoin de plus en plus de ressources informatiques pour continuer à faire fonctionner le site.

Au début, l'entreprise peut mettre à niveau son infrastructure de serveur pour accueillir de nouveaux utilisateurs, en ajoutant davantage de mémoire et de bande passante. Nous appelons ce type d'expansion mise à l'échelle verticale. Cependant, à un niveau critique, cela devient irréalisable, tant physiquement qu’économiquement.

À ce stade critique, l'informatique distribuée apporte une solution, sous la forme de mise à l'échelle horizontale. Plutôt que de mettre à niveau l'infrastructure informatique existante, l'entreprise ajoute davantage d'ordinateurs au système pour répondre à la charge de travail accrue.

Dans notre exemple de site d'offres d'emploi, l'entreprise sait que la majeure partie du trafic est constituée de personnes parcourant les sites d'emploi. Il peut donc ajouter un serveur esclave pour prendre le poids de l'activité de navigation. Le serveur esclave reçoit des informations d'un serveur maître, qui met à jour la base de données avec les nouveaux enregistrements de candidats et d'emplois.

Une blockchain est un réseau peer-to-peer, qui est un type de système distribué différent de celui illustré dans cet exemple. Nous aborderons les différents types de systèmes distribués dans deuxième partie, couvrant les architectures informatiques distribuées.

Avantages de l'informatique distribuée

Pour répondre à la question « Qu’est-ce que l’informatique distribuée », il est également pertinent d’en examiner les avantages et les inconvénients. Lorsque nous examinons ces avantages et inconvénients, considérons que l’informatique distribuée est bien plus qu’une simple blockchain. Une entreprise mettant en œuvre un système informatique distribué peut rencontrer des problèmes qui n’affectent pas les blockchains publiques et vice versa.

Tolérance aux pannes et redondance

L’un des avantages les plus importants de l’informatique distribuée est que peu importe qu’une ou plusieurs machines du réseau tombent en panne, les autres peuvent prendre le relais. Cela signifie qu'un réseau peut être toujours actif. Cela permet d’échanger des crypto-monnaies 24h/7 et XNUMXj/XNUMX, mais dans un contexte de blockchain, cela présente également d’autres avantages. Par exemple, des entreprises comme Walmart qui utilisent blockchain dans leurs systèmes de chaîne d'approvisionnement, ne subissez aucun temps d'arrêt. Il s’agit d’un énorme bonus pour une opération de chaîne d’approvisionnement mondiale.

Rentabilité et efficacité globale

Les systèmes distribués offrent une meilleure efficacité en termes de coût et d'efficacité globale par rapport aux systèmes centralisés. Les systèmes centralisés sont efficaces jusqu'à un certain point. Cependant, notre exemple de site d'emploi montre qu'une fois que les besoins informatiques atteignent une certaine taille, il est plus logique d'évoluer horizontalement que verticalement. Ajouter plus de machines à un réseau est plus efficace tant sur le plan technologique qu’économique.

Évolutivité

Concernant la puissance de calcul pure, l’informatique distribuée offre une évolutivité plus facile que l’informatique centralisée. Il est relativement facile d’ajouter davantage de machines pour obtenir plus de puissance de calcul et de les réduire lorsque les besoins en énergie sont moindres.

Cependant, la blockchain présente différents problèmes d’évolutivité. Dans une blockchain, le nombre de transactions traitées sur une période fixe limite la vitesse des transactions. Par conséquent, le problème d’évolutivité est celui de la vitesse des transactions. Cette limitation d’évolutivité est due à la nécessité pour les nœuds d’une blockchain de parvenir à un consensus sur les transactions en cours. Par conséquent, même si l’informatique distribuée elle-même offre un haut degré d’évolutivité, l’élément de théorie des jeux de la blockchain est généralement ce qui entrave l’évolutivité en termes de vitesse de transaction.

Inconvénients de l'informatique distribuée

L'informatique distribuée offre de nombreux avantages. Cependant, cela présente certains inconvénients.

Complexité – Dans quelle mesure la mise en place d'un système informatique décentralisé et distribué est-elle compliquée ?

Les systèmes distribués sont plus complexes et difficiles à dépanner qu'un système centralisé. Dans un contexte de blockchain, gérer la communauté de développeurs, d’opérateurs de nœuds et d’investisseurs peut s’avérer difficile sans aucune entité centralisée aux commandes. Par conséquent, une grande partie de la complexité du fonctionnement d’une blockchain vient de la nécessité de gouvernance décentralisée à grande échelle.

Dans quelle mesure l’informatique distribuée est-elle sécurisée ?

Les entreprises mettant en œuvre des systèmes distribués doivent garantir la sécurité de chaque appareil sur le réseau, ainsi que la cohérence des données entre les différentes machines.

La blockchain contourne ce problème en utilisant des protocoles de consensus, qui garantissent que l'ensemble du réseau s'accorde sur une source unique de vérité. Le protocole de consensus contribue également à se protéger contre les acteurs malveillants. Tant que 51 pour cent du réseau agit dans l’intérêt du groupe, le réseau reste sécurisé. Cela devient un défi si les pools miniers regroupent une puissance de hachage suffisante lancer une attaque à 51 pour cent. Ce risque est la raison pour laquelle tant de membres de la communauté blockchain poussent en faveur d’une décentralisation complète, s’en prenant à des sociétés comme Bitmain, qui dominent l’extraction des principales cryptomonnaies.

Combien coûte l’informatique distribuée ?

Une organisation mettant en œuvre un système informatique distribué encourra un coût de configuration initial plus élevé qu’un système centralisé. C'est simplement parce que les systèmes distribués nécessitent plus de matériel.

In blockchain, les coûts sont légèrement différents. Dans une blockchain décentralisée, le projet doit établir une base initiale d'opérateurs de nœuds exécutant le logiciel blockchain sur leurs machines. Bien qu’un projet blockchain n’achète pas ces machines, il doit inciter les opérateurs de nœuds à exécuter leur logiciel blockchain sur les logiciels d’autres projets. Pour cette raison, de nombreuses ICO mettent de côté une partie des fonds initiaux collectés à des fins de marketing et de promotion, dont une partie sert à créer une base d'utilisateurs d'opérateurs de nœuds pour gérer le réseau.

Résumé

Cet article a couvert tous les points principaux pour répondre à la plupart des questions sur l'informatique distribuée. Nous avons également examiné les avantages et les inconvénients de l’informatique distribuée dans le contexte de la blockchain. Le partie suivante de cet article se concentre sur l'architecture informatique distribuée peer-to-peer de la blockchain et sur son fonctionnement par rapport à d'autres architectures informatiques distribuées.