Mạng ngang hàng – Peer to Peer (P2P) là gì?

Mạng ngang hàng Peer-to-peer (P2P) hay còn gọi là “giao tiếp ngang hàng” hoặc “giao tiếp chéo”. Đây là một mạng lưới trong đó tất cả các máy tính đều bình đẳng và có cùng chức năng. Cùng tìm hiểu về mạng ngang hàng trong bài viết dưới đây.

Mạng ngang hàng Peer-to-peer (P2P) khác với mô hình khách-máy chủ truyền thống, trong đó máy khách gửi yêu cầu và máy chủ trả lời, trong mạng P2P, tất cả các bên đều có thể đóng vai trò là máy chủ và máy khách. Toàn bộ mạng được tổ chức một cách phi tập trung và hoàn toàn không có máy chủ trung tâm. Trong các mạng P2P đơn giản, tất cả các máy tính được kết nối với nhau, trong các cấu trúc P2P phức tạp hơn, các thành viên được chia thành các nhóm.

P2P hoạt động như thế nào?

Để hiểu cách P2P hoạt động, trước tiên hãy xem xét cấu trúc khách-máy chủ truyền thống: Để tải xuống tệp, bạn mở trình duyệt, truy cập trang web tương ứng và sau đó gửi yêu cầu đến máy chủ. Máy chủ cung cấp tệp bạn đang tìm kiếm và truyền nó đến máy tính của bạn. Việc truyền tệp chỉ diễn ra theo một hướng và vai trò của khách hàng và máy chủ được phân chia rõ ràng.

Nếu bạn muốn tải xuống tệp trong mạng P2P này, bạn sẽ gửi yêu cầu không phải đến một máy chủ trung tâm, mà đến nhiều máy tính cùng lúc. Tất cả các máy tính hoặc đồng đẳng (tiếng Anh là “peers”, nghĩa là “bình đẳng”), có chứa tệp đó, sẽ cung cấp nó cho bạn. Bạn tải xuống các phần từ các nguồn khác nhau. Đồng thời, bạn cung cấp tất cả các phần đã nhận của mình cho những người dùng khác để họ cũng có thể nhận tệp từ máy tính của bạn. Việc truyền tệp diễn ra đồng thời theo nhiều hướng khác nhau, trong đó tất cả các máy tính được kết nối trong mạng P2P đều có thể đóng vai trò là nguồn và đích.

Có những kiến ​​trúc P2P nào?

Có rất nhiều kiến trúc và cấu trúc P2P khác nhau. Các mạng P2P có thể được chia thành các hệ thống có cấu trúc và không có cấu trúc. Mức độ tập trung hoặc phi tập trung cũng đóng vai trò quan trọng trong việc phân biệt các hệ thống P2P khác nhau.

P2P có cấu trúc và không có cấu trúc

• Các hệ thống P2P không có cấu trúc không chứa thông tin về các đường dẫn giữa các nguồn riêng lẻ và đích. Do đó, dữ liệu hoặc mảnh dữ liệu chỉ có thể được tìm thấy trên hệ thống mục tiêu. Các mạng P2P này thường hoạt động thông qua các truy vấn tìm kiếm. Khi cần một tệp, người nhận sẽ gửi yêu cầu đến tất cả các máy tính trong mạng P2P. Cách tiếp cận này được gọi là Flooding.

• Các hệ thống P2P có cấu trúc lưu trữ thông tin về các đường truyền trong các bảng băm phân tán (DHT). Các truy vấn tìm kiếm có thể được đặt một cách mục tiêu hơn và được trả lời từ một chỉ mục phân tán. Phương pháp này loại bỏ việc Flooding.

P2P tập trung và phi tập trung

• Các mạng P2P tập trung sử dụng một máy chủ trung tâm chịu trách nhiệm quản lý toàn bộ hệ thống. Máy chủ này tương tự như máy chủ của các loại mạng khác. Trong một hệ thống P2P tập trung, một số tác vụ hoặc quyền có thể được phân phối cho nhiều máy tính, chẳng hạn như quản lý luồng dữ liệu hoặc danh sách địa chỉ. Để tham gia một mạng P2P như vậy, người dùng mới phải lưu trữ dữ liệu cá nhân trên các máy chủ này. Chỉ dữ liệu thực tế được trao đổi vẫn diễn ra giữa các máy tính riêng lẻ và chỉ được kiểm soát bởi các máy chủ.

• Các mạng P2P phi tập trung hoàn toàn không có cơ quan kiểm soát. Thay vào đó, tất cả thông tin được lưu trữ trên tất cả các máy tính. Cách tiếp cận này có một số rủi ro, đó là lý do tại sao có một số cách tiếp cận được điều chỉnh. Trong các mạng F2F hoặc Web-of-Trust, tải trọng cũng được phân bổ đều cho tất cả các máy tính tham gia. Tuy nhiên, chỉ những máy tính được xác minh là đáng tin cậy mới được phép tham gia.

Mạng P2P lai

Mạng P2P lai là một trường hợp đặc biệt, trong đó mạng P2P vẫn là phi tập trung, nhưng sử dụng một số máy tính có hiệu suất cao trong cộng đồng để đóng góp các phần quan trọng của cơ sở hạ tầng. Các máy tính này, được gọi là Supernode, có băng thông rộng và khả năng tính toán cao. Các nhiệm vụ quản trị đặc biệt được thực hiện thông qua các Supernode này, trong khi việc truyền dữ liệu vẫn diễn ra giữa các máy tính riêng lẻ.

Ưu và nhược điểm của mạng ngang hàng

Ưu điểm

Mạng ngang hàng (P2P) mang lại nhiều lợi thế, đó là lý do tại sao nhiều doanh nghiệp và cộng đồng dành thời gian và nguồn lực cho việc phát triển và cải tiến các mạng P2P. Dưới đây là những ưu điểm chính:

Khả năng mở rộng: Về mặt lý thuyết, khả năng hoạt động của một mạng ngang hàng là không giới hạn. Càng có nhiều máy tính tham gia hệ thống, thì hệ thống càng mạnh mẽ. Cuối cùng, mỗi thành viên mới đều cung cấp hiệu năng, bộ nhớ và băng thông của mình cho cộng đồng. Toàn bộ tải của mạng ngang hàng được phân bổ cho nhiều vai trò cùng lúc. Bảo mật: Điều này cũng củng cố kiến trúc bảo mật của mạng ngang hàng. Vì ít nhất trong các hệ thống phi tập trung, không có máy chủ chính, nên máy chủ đó cũng không thể bị tấn công. Ngay cả khi một trong những máy tính trong mạng bị hỏng, điều này chỉ có tác động nhỏ đến toàn bộ quy trình hoạt động. Chỉ những gián đoạn ở siêu nút mới được thể hiện ở quy mô lớn hơn. Điều này cũng ảnh hưởng đến việc tấn công bằng phần mềm độc hại, có thể gây hại cho một máy tính riêng lẻ, nhưng thường được hệ thống trong liên kết ngăn chặn. Tính linh hoạt :Trong các mạng ngang hàng, tất cả các nhiệm vụ có thể được phân phối linh hoạt. Điều này liên quan đến các sự cố đã đề cập, có thể được phân bổ một cách tối ưu, nhưng cũng có thể có lợi trong quá trình vận hành không bị gián đoạn. Trong khi trong mô hình khách hàng-máy chủ, phần cứng đặc biệt phức tạp cần thiết cho một số yêu cầu, thì các nhiệm vụ có thể được phân chia trong mạng ngang hàng sao cho mỗi người đều đóng góp và cung cấp tài nguyên tương đương hoặc thậm chí lớn hơn.

Nhược điểm

Những lợi thế của tính toán ngang hàng thoạt nhìn rất thuyết phục. Tuy nhiên, cũng có một số nhược điểm cần được xem xét trước. Những điều này bao gồm các khía cạnh sau:

Chi phí :Việc quản lý và tổ chức một mạng ngang hàng lớn tương đối tốn kém. Bởi vì có thể thiếu một cơ quan kiểm soát trung tâm, các thay đổi và vấn đề phải được giải quyết trong một liên kết lớn. Sự phụ thuộc :Mặc dù các hệ thống P2P hoạt động tổng thể độc lập hơn các giải pháp khách hàng-máy chủ, nhưng điều này cũng có thể có tác dụng ngược lại. Những thay đổi đối với một máy tính trong mạng có thể có tác động đến tất cả các hệ thống khác, vì tất cả đều liên kết với nhau. Khả năng sử dụng dữ liệu cũng có thể bị hạn chế nếu dữ liệu trên một máy tính bị xóa và các mảnh dữ liệu tương ứng không còn được các thành viên khác cung cấp. Flooding cũng gây áp lực lên tất cả các hệ thống được kết nối và dẫn đến yêu cầu cao đối với từng máy tính trong một số trường hợp. Vấn đề pháp lý :Tự do thực sự là một lợi thế lớn của cách tiếp cận ngang hàng. Tuy nhiên, điều này cũng có thể bị lạm dụng. Ví dụ, nếu người dùng tải lên nội dung được bảo vệ bản quyền, điều này rất khó ngăn chặn. Điều này cũng đóng một vai trò quan trọng trong việc thiếu cơ quan kiểm soát trung tâm. Việc truy tìm cũng phức tạp hơn nhiều trong một mạng ngang hàng.

Ứng dụng của mạng ngang hàng

Để trở thành một phần của mạng ngang hàng, bạn cần cài đặt phần mềm P2P chuyên dụng trên máy tính của mình. Sau đó, bạn có thể sử dụng các ứng dụng và dịch vụ khác nhau hoạt động theo nguyên tắc ngang hàng. Các ứng dụng và dịch vụ này bao gồm:

Chia sẻ tệp :Đây là hình thức ngang hàng được biết đến và gây tranh cãi nhất trong một thời gian dài. Vấn đề là trong nhiều trường hợp đã xảy ra vi phạm bản quyền. Về nguyên tắc, chia sẻ tệp là hợp pháp và rất tiện lợi. Một mạng ngang hàng chỉ là một trong nhiều phương pháp có thể.

Tin nhắn và VoIP :Các dịch vụ nhắn tin hoặc VoIP (video qua IP) cũng thường sử dụng cách tiếp cận ngang hàng và dựa trên các nút khác nhau thay vì máy chủ trung tâm.

Tính toán phân tán :Trong nghiên cứu, ngang hàng được sử dụng dưới dạng tính toán phân tán. Trong trường hợp này, các quy trình con được thực hiện trên các máy tính khác nhau và sau đó được kết hợp thành kết quả tổng thể.

Blockchain :Trong thế giới tiền điện tử và blockchain, ngang hàng cũng là một yếu tố quan trọng. Các giao dịch hoạt động mà không cần máy chủ trung tâm hoặc trung gian.

Mạng nội bộ:Trong bối cảnh văn phòng, mạng ngang hàng cũng có thể rất hữu ích. Dữ liệu của tất cả các máy tính đều có sẵn cho tất cả các cá nhân được phép bất cứ lúc nào. Ngoài ra, máy quét, máy in và các vật tư làm việc khác có thể được điều khiển từ mạng.

Kết luận: Mạng P2P có tiềm năng lớn để phát triển và mở rộng trong tương lai, vì nó có thể đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao của người dùng về việc truyền thông, giải trí và giao dịch kỹ thuật số. Mạng P2P cũng có thể kết hợp với các công nghệ khác như trí tuệ nhân tạo (AI), internet vạn vật (IoT), điện toán đám mây (cloud computing), để tạo ra các ứng dụng mới và tiên tiến hơn.