Mi az elosztott számítástechnika? A Blockchain gerincének vizsgálata

Az elosztott számítástechnika a blokklánc technológia alapjául szolgáló alapvető számítási elv, de mi is ez pontosan?

A blokklánc alapvető ismerete az, hogy a tranzakciókat ellenőrző számítógépek hálózata. Azonban mindenkinek, akit érdekel egy kicsit mélyebbre ásni, kíváncsi hogyan működik a kulcstitkosítás, vagy az elosztott számítástechnika megismerése a blokklánc technológia jobb megértéséhez vezethet. A technológia működésének megértése nem csak a tudományosan kíváncsiak számára szükséges. Segíthet megalapozottabb befektetési döntések meghozatalában is azáltal, hogy a szilárd technológiai alappal rendelkező projektekre összpontosít.

Ez a cikk két részből áll.

Az első borítók mi az elosztott számítástechnika, hogyan használják, valamint előnyei és hátrányai.

A második rész, tovább vizsgáljuk az elosztott rendszerek különböző architektúráit, és mélyen belemerülünk a blokklánc peer-to-peer architektúrájába.

Mi az elosztott számítástechnika?

A legegyszerűbb szinten az elosztott számítástechnika csupán egy rendszerként működő számítógépek hálózata. A gépek egymáshoz közel helyezkedhetnek el, és fizikailag egy helyi hálózat részeként csatlakoztathatók. Vagy, mint a blokklánc-alapú hálózatokban, mint például a Bitcoin, a számítógépek földrajzilag szétszórtak lehetnek.

Az elosztott számítástechnika sokkal régebb óta létezik, mint maga a blokklánc. Ahogy az 1960-as években nőtt a számítógépek használata az egyetemeken és a kutatólaboratóriumokban, felmerült az igény, hogy a számítógépek elkezdjenek beszélni egymással, megosztva a hardvereket, például a tárolókat és a nyomtatókat. Az 1970-es években kiépültek az első helyi hálózatok. Az első elosztott számítástechnikai rendszerek a helyi hálózatok voltak, mint például az Ethernet, amely a Xerox által kifejlesztett hálózati technológia család. Most mindenhol ott vannak. Minden alkalommal, amikor új Wifi-kapcsolathoz csatlakozik, új számítógépes hálózatba lép.

Az elosztott hálózatokban lévő számítógépeknek nem kell semmilyen konkrét formátumban vagy hardverkonfigurációban lenniük. Lehetnek laptopok vagy nagyszámítógépek, PC-k vagy Mac-ek. A blokkláncokban CPU-t vagy GPU-t futtató PC-k, vagy dedikált hardverek, például ASIC-bányászok lehetnek.

Azonban a hálózaton lévő gép típusától függetlenül mindegyiknek egyetlen számítógépként kell működnie. A végfelhasználó nem tudja azonosítani, hogy az interfész mögött elosztott számítástechnikai hálózat található.

Miért érdemes az elosztott számítástechnikát használni?

Az elosztott számítástechnika alapjainak szemléltetéséhez gondoljunk egy olyan cégre, amely webalkalmazást, mondjuk egy állásbírósági oldalt birtokol és üzemeltet. Ahogy az alkalmazásnak egyre több felhasználója van, mind a jelöltek, mind a toborzók, a cégnek egyre több számítási erőforrásra van szüksége az oldal működtetéséhez.

Kezdetben a vállalat frissítheti szerver-infrastruktúráját, hogy új felhasználókat fogadhasson, növelve ezzel a memóriát és a sávszélességet. Ezt a fajta bővítést nevezzük függőleges méretezés. Egy kritikus szinten azonban ez mind fizikailag, mind gazdaságilag kivitelezhetetlenné válik.

Ezen a kritikus ponton az elosztott számítástechnika megoldást nyújt a következő formájában vízszintes méretezés. A meglévő számítógépes infrastruktúra frissítése helyett a vállalat több számítógépet ad a rendszerhez, hogy megfeleljen a megnövekedett munkaterhelésnek.

Az álláshirdetési webhely példájában a vállalat tudja, hogy a forgalom nagy részét az állástáblázatokat böngésző emberek teszik ki. Így hozzáadhat egy szolgakiszolgálót, amely átveszi a böngészési tevékenység súlyát. A szolga szerver információkat kap egy főkiszolgálótól, amely frissíti az adatbázist új jelölt- és munkarekordokkal.

A blokklánc egy peer-to-peer hálózat, amely az ebben a példában bemutatotttól eltérő elosztott rendszer. Belemerülünk az elosztott rendszerek különböző típusaiba második rész, amely az elosztott számítási architektúrákat fedi le.

Az elosztott számítástechnika előnyei

A „Mi az elosztott számítástechnika” kérdés megválaszolása során, érdemes megvizsgálni az előnyöket és hátrányokat is. Ha megvizsgáljuk ezeket az előnyöket és hátrányokat, vegyük figyelembe, hogy az elosztott számítástechnika több, mint egyszerű blokklánc. Egy elosztott számítástechnikai rendszert megvalósító vállalatnál előfordulhatnak olyan problémák, amelyek nem érintik a nyilvános blokkláncokat, és fordítva.

Hibatűrés és redundancia

Az elosztott számítástechnika egyik legjelentősebb előnye, hogy nem számít, ha egy vagy több gép leáll a hálózaton, mert a többi felveheti a lazaságot. Ez azt jelenti, hogy a hálózat mindig bekapcsolva lehet. Ez lehetővé teszi a 24 órás kriptokereskedést, de blokklánc-kontextusban más előnyei is vannak. Például olyan cégek, mint a Walmart, amelyek használnak blokkláncot az ellátási lánc rendszereiben, nincs leállás. Ez hatalmas bónusz egy globális ellátási lánc működéséhez.

Költséghatékonyság és általános hatékonyság

Az elosztott rendszerek jobb hatékonyságot kínálnak mind a költségek, mind az általános hatékonyság tekintetében, mint a központosított rendszerek. A központosított rendszerek egy bizonyos pontig hatékonyak. A munkatábla-példánk azonban azt mutatja, hogy ha a számítási igények elérnek egy bizonyos méretet, ésszerűbb a vízszintes méretezés, mint a függőleges. Ha több gépet adunk egy hálózathoz, akkor technológiailag és gazdaságilag is hatékonyabb.

skálázhatóság

Ami a tiszta számítási teljesítményt illeti, az elosztott számítástechnika könnyebb skálázhatóságot kínál, mint a központosított számítástechnika. Viszonylag könnyű több gépet hozzáadni, hogy nagyobb számítási teljesítményt érjen el, és csökkentse azokat, amikor az energiaszükséglet alacsonyabb.

A blokkláncnak azonban különböző skálázhatósági problémái vannak. A blokkláncban a rögzített időszak alatt feldolgozott tranzakciók száma korlátozza a tranzakció sebességét. Ezért a méretezhetőségi probléma a tranzakció sebességével kapcsolatos. Ez a skálázhatósági korlátozás annak köszönhető, hogy a blokklánc csomópontjainak konszenzusra van szükségük a lezajló tranzakciókról. Ezért, bár maga az elosztott számítástechnika nagyfokú skálázhatóságot kínál, a blokklánc játékelméleti eleme általában gátolja a tranzakciós sebességek méretezhetőségét.

Az elosztott számítástechnika hátrányai

Az elosztott számítástechnika számos előnnyel jár. Ennek azonban van néhány hátránya.

Bonyolultság – Mennyire bonyolult egy decentralizált, elosztott számítástechnikai rendszer felállítása?

Az elosztott rendszerek bonyolultabbak és nehezebben háríthatók el, mint a központi rendszerek. Blokklánc kontextusban a fejlesztők, csomópontok üzemeltetői és befektetők közösségének kezelése kihívást jelenthet anélkül, hogy bármilyen központi entitás irányítana. Ezért a blokklánc futtatásának bonyolultságának nagy része a szükségességből fakad decentralizált kormányzás.

Mennyire biztonságos az elosztott számítástechnika?

Az elosztott rendszereket megvalósító vállalatoknak biztosítaniuk kell a hálózaton lévő egyes eszközök biztonságát, valamint biztosítaniuk kell az adatok konzisztenciáját a különböző gépek között.

A Blockchain ezt konszenzusos protokollok segítségével tudja megkerülni, amelyek biztosítják, hogy az egész hálózat egyetértsen az igazság egyetlen forrásában. A konszenzus protokoll a rosszindulatú szereplők elleni védelemben is segít. Amíg a hálózat 51 százaléka a csoport érdekeit szolgálja, a hálózat biztonságos marad. Ez kihívást jelent, ha a bányászati ​​készletek elegendő hash-erőt aggregálnak hogy 51 százalékos támadást indítson. Ez a kockázat az oka annak, hogy a blokklánc-közösségben oly sokan a teljes decentralizációt szorgalmazzák, és olyan vállalatokkal szemben támaszkodnak, mint a Bitmain, amely uralja a főbb kriptók bányászatát.

Mennyibe kerül az elosztott számítástechnika?

Az elosztott számítástechnikai rendszert megvalósító szervezetnek magasabb kezdeti beállítási költsége lesz, mint egy központi rendszer esetében. Ez egyszerűen azért van, mert az elosztott rendszereknek több hardverre van szükségük.

In blokklánc, a költségek kissé eltérő módon sújtják. A decentralizált blokkláncban a projektnek létre kell hoznia egy kezdeti csomópont-operátor bázist, amely a blokklánc szoftvert futtatja a gépeiken. Bár egy blokklánc-projekt nem vásárolja meg ezeket a gépeket, rá kell vonzaniuk a csomópontok üzemeltetőit, hogy a blokklánc-szoftverüket más projektek szoftverei fölött futtassák. Emiatt sok ICO félretette a kezdeti összeg egy részét marketing és promóciós célokra, amelyek egy része a csomópont-üzemeltetők felhasználói bázisának felépítésére irányul a hálózat működtetésére.

Összegzésként

Ez a cikk az összes fő szempontot lefedi, hogy megválaszolja az elosztott számítástechnikával kapcsolatos kérdések nagy részét. Megvizsgáltuk az elosztott számítástechnika előnyeit és hátrányait is a blokklánc kontextusában. A következő rész Ennek a cikknek a része a blokklánc egyenrangú elosztott számítási architektúrájára összpontosít, és annak működésére más elosztott számítási architektúrákkal összehasonlítva.