什么是分布式计算？检查区块链的主干

分布式计算是支撑区块链技术的基本计算原理，但它到底是什么？

对区块链的基本理解是，它是验证交易的计算机网络。然而，对于任何有兴趣深入挖掘的人来说，想知道密钥加密的工作原理，或者了解分布式计算可以更好地理解区块链技术。了解技术的工作原理不仅仅适合那些对科学充满好奇的人。它还可以通过专注于具有坚实技术基础的项目来帮助您做出更明智的投资决策。

本文分为两部分。

第一个封面 什么是分布式计算、如何使用它以及优点和缺点。

在第二部分，我们进一步研究分布式系统的不同架构，并深入研究区块链的点对点架构。

什么是分布式计算？

在最简单的层面上，分布式计算只是作为一个系统一起工作的计算机网络。这些机器可以彼此靠近并作为本地网络的一部分进行物理连接。或者，就像在比特币等基于区块链的网络中一样，计算机可以在地理上分散。

分布式计算的存在时间比区块链本身要长得多。 1960 世纪 1970 年代，随着计算机在大学和研究实验室中的使用不断增加，计算机之间开始相互通信、共享存储和打印机等硬件的需求也随之出现。 XNUMX 世纪 XNUMX 年代，第一个局域网建立。第一个分布式计算系统是局域网，例如以太网，这是施乐公司开发的一系列网络技术。现在它们无处不在。每次加入新的 Wifi 连接时，您就进入了一个新的计算机网络。

分布式网络中的计算机不需要采用任何特定的格式或硬件配置。它们可以是笔记本电脑或大型机、PC 或 Mac。在区块链中，它们可能是运行 CPU 或 GPU 的 PC，也可能是 ASIC 矿机等专用硬件。

但是，无论网络上的计算机类型如何，它们都必须作为一台计算机运行。最终用户应该无法识别接口背后有一个分布式计算网络。

为什么使用分布式计算？

为了说明什么是分布式计算的基础知识，请考虑一家拥有并运行 Web 应用程序的公司，比如说一个招聘网站。随着应用程序获得越来越多的用户（包括候选人和招聘人员），公司需要越来越多的计算资源来继续运行该网站。

一开始，该公司可以升级其服务器基础设施以适应新用户，增加更多内存和带宽。我们称这种类型的扩展为 垂直缩放。然而，在关键水平上，这在物理上和经济上都变得不切实际。

在这个关键点上，分布式计算提供了一种解决方案，其形式为 水平缩放。该公司没有升级现有的计算机基础设施，而是在系统中添加了更多计算机以适应增加的工作量。

在我们的求职板网站示例中，公司知道大部分流量是浏览求职板的人。因此它可以添加一个从服务器来承担浏览活动的权重。从属服务器从主服务器接收信息，主服务器用新的候选人和职位记录更新数据库。

分布式计算网络 — 在分布式网络中，更多的计算机承担额外的工作负载。图片来源：Pixabay

区块链是一种点对点网络，它是与本示例中所示不同类型的分布式系统。我们将深入探讨不同类型的分布式系统第二部分，涵盖分布式计算架构。

分布式计算的优点

在回答“什么是分布式计算”这个问题时，还需要了解其优点和缺点。当我们考虑这些优点和缺点时，请考虑分布式计算不仅仅是区块链。实施分布式计算系统的公司可能会遇到不影响公共区块链的问题，反之亦然。

容错和冗余

分布式计算最显着的优势之一是，网络上的一台或多台机器出现故障并不重要，因为其余机器可以弥补这一不足。这意味着网络可以始终处于开启状态。这使得加密货币能够进行 24/7 交易，但是，在区块链环境中它还有其他优势。例如，像沃尔玛这样的公司使用供应链系统中的区块链，体验无停机时间。这对于全球供应链运营来说是一个巨大的红利。

成本效益和整体效率

与集中式系统相比，分布式系统在成本和整体效率方面提供了更好的效率。集中式系统在某种程度上是高效的。然而，我们的求职板示例表明，一旦计算需求达到一定规模，水平扩展比垂直扩展更有意义。在网络中添加更多机器在技术和经济上都更加高效。

可扩展性

就纯计算能力而言，分布式计算比集中式计算提供更容易的可扩展性。添加更多机器以获得更多计算能力并在电力需求较低时减少它们相对容易。

然而，区块链有不同的可扩展性问题。在区块链中，固定时间内处理的交易数量限制了交易速度。因此，可扩展性问题就是交易速度问题之一。这种可扩展性限制是由于区块链中的节点需要就正在发生的交易达成共识。因此，虽然分布式计算本身提供了高度的可扩展性，但区块链的博弈论元素通常阻碍了交易速度的可扩展性。

分布式计算的缺点

分布式计算提供了许多好处。然而，它也有一些缺点。

复杂性——建立一个去中心化的分布式计算系统有多复杂？

分布式系统比集中式系统更复杂且更难以排除故障。在区块链环境中，如果没有任何中心化实体的控制，管理开发人员、节点运营商和投资者的社区可能会具有挑战性。因此，运行区块链的复杂性很大一部分来自于对大规模去中心化治理.

分布式计算的安全性如何？

实施分布式系统的公司需要确保网络上每个设备的安全性，并确保不同机器之间数据的一致性。

区块链使用共识协议来解决这个问题，确保整个网络就单一事实来源达成一致。共识协议还有助于防止恶意行为者。只要网络中 51% 的人按照团体的利益行事，网络就保持安全。如果矿池聚合了足够的算力，这将成为一个挑战发起 51% 攻击。这种风险就是为什么区块链社区中有如此多的人推动完全去中心化，反对比特大陆这样的公司，这些公司在主要加密货币的开采中占据主导地位。

分布式计算的成本是多少？

实施分布式计算系统的组织将比集中式系统产生更高的初始设置成本。这仅仅是因为分布式系统需要更多的硬件。

In 区块链，成本的影响方式略有不同。在去中心化区块链中，该项目需要建立一个在其机器上运行区块链软件的节点运营商的初始基础。尽管区块链项目不会购买这些机器，但他们确实需要吸引节点运营商在其他项目的软件上运行他们的区块链软件。因此，许多 ICO 会留出一部分初始资金用于营销和促销目的，其中一部分用于建立节点运营商的用户群来运行网络。