شبکه همتا به همتا P2P چیست؟

در یک شبکه همتا به همتا  (Peer To Peer) امکان اشتراک‌ گذاری اطلاعات و منابع بصورت مستقیم برای تمام کاربران فراهم است. در این شبکه تمام نودها (گره‌ها) بصورت همزمان در جایگاه مشتری و سرور ایفای نقش می‌ کنند. از دیگر ویژگی‌ های بارز این شبکه، حذف سرور مرکزی و ایجاد یک مدل غیرمتمرکز است که کارایی بهتری نسبت به شبکه‌ های سنتی دارد. Peer To Peer در فناوری بلاکچین نیز کاربرد دارد. برای آشنایی بیشتر با این شبکه، تا انتهای این مقاله از تتر ایران همراه ما باشید.

معرفی شبکه همتا به همتا (P2P)

برای درک شبکه همتا به همتا کافی است، تعدادی رایانه را تصور کنید که طبق معماری توزیع شده در کنار هم قرار گرفته‌اند. در این مدل هر کدام از اعضای شبکه که گره (node) نام دارند، بدون اتکا به سرور مرکزی اختصاصی به هم متصل شده‌اند. هر گره از قدرت یکسانی برخوردار است و قابلیت ذخیره و ارسال فایل یا داده را دارد. در واقع این گره‌ها می‌توانند به عنوان کلاینت یا مشتری، درخواستی برای دریافت داده داشته باشند یا به عنوان سرور، نقش منبع داده را برای پاسخ به در خواست‌ها ایفا کنند. شبکه‌های peer to peer سه مدل متفاوت دارند.

انواع شبکه peer to peer

معماری‌هایی که برای شبکه peer to peer در نظر گرفته شده در سه دسته قابل تفکیک هستند: شبکه‌های بدون ساختار، شبکه‌های ساختار یافته و شبکه‌های هیبریدی یا ترکیبی. در این شبکه‌ها از دو توپولوژی حلقه (ring) و مش (mesh) استفاده شده است. با تمامی این مفاهیم در ادامه آشنا شوید.

شبکه‌های بدون ساختار p2p

اگر در یک شبکه همتا به همتا ارتباطی که بین کامپیوترها و گره‌ها برقرار است به طور تصادفی باشد، شاهد معماری بدون ساختار شبکه p2p خواهیم بود. در این شبکه همه دستگاه‌ها و سیستم‌ها مشارکت یکسانی دارند و کاربران به شکل متصل می‌توانند به شبکه وارد یا از آن خارج شوند. در این مدل دسترسی کاربران به سیستم‌های دیگر آسان است و درخواست‌های جستجو به کل دستگاه‌ها ارسال می‌شود.

شبکه‌های ساختار یافته p2p

در مدل شبکه ساختار یافته، کاربران می‌توانند از هر دستگاه به شکل سازمان یافته و مشخص جستجو را انجام دهند. به این منظور از هش توزیع شده در شبکه استفاده می‌شود. در این مدل کاربران به محتوای کمیاب و البته هدفمند دسترسی دارند. شبکه‌های ساختار یافته، نرخ انحراف کمتری نسبت به شبکه‌های بدون ساختار دارند اما به هزینه بیشتری برای راه‌اندازی و نگهداری شبکه نیاز است.

شبکه هیبریدی یا ترکیبی p2p

در این مدل شاهد ترکیبی از شبکه peer to peer و کلاینت_سرور خواهیم بود. شبکه p2p نقشی شبیه به کلاینت_سرور را ایفا می‌کند چون از یک گره مرکزی تشکیل شده که تمام فعالیت‌های یک سرور مثل حفظ تمامی اطلاعات روی دستگاه‌ها را انجام می‌دهد. همچنین ارسال پاسخ به درخواست‌ها را در جابه‌جایی اطلاعات برعهده دارد. این گره یا دستگاه مرکزی آگاهی دارد که کدام نوع از داده‌ها باید به اشتراک گذاشته شوند و کدام منابع رایگان در اختیار کاربران قرار می‌گیرند.
به طور کلی یکی از دستگاه‌ها به عنوان گره مرکزی در نظر گرفته می‌شود که یک فهرست حاوی اطلاعات مرتبط با داده‌ها و منابع را در خود ذخیره کرده است و بر طبق آن اطلاعات را مورد پردازش قرار می‌دهد. این مدل کارایی خوبی دارد و عملکرد تقریبا متمرکزی را ارائه می‌دهد.
توپولوژی حلقه: طبق این توپولوژی همه دستگاه‌ها به یک ساختار حلقه متصل می‌شوند و داده‌ها بین اعضا جابه‌جا می‌شود. در این مدل تمام اطلاعات در دو نوع یک طرفه و دو طرفه ارسال می‌شوند.
توپولوژی مش: چیزی که در توپولوژی مش دیده می‌شود، انشعاب گره‌ها یا دستگاه‌ها است. بین دو node چندین راه وجود دارد تا حرکت اطلاعات بصورت متصل برقرار باشد. استفاده از این توپولوژی موجب انعطاف‌پذیری بیشتر شبکه می‌شود.

مزایا و معایب شبکه همتا به همتا

شبکه همتا به همتا می‌تواند یک اتصال ساده و موقت بین دو کامپیوتر توسط یک USB، یا در مقیاس بزرگ‌تر، زیرساختی دائمی بین دسته‌ای از کامپیوترها باشد. اما در هر صورت مزایا و معایبی دارد که در این قسمت به آن‌ اشاره می‌کنیم:

مزایا:

• خرابی یک کامپیوتر بقیه سیستم را مختل نمی‌کند.
  یک شبکه p2p به یک سیستم متمرکز برای توزیع اطلاعات متکی نیست. یعنی هر عضو شبکه می‌تواند مستقل از عضوی دیگر عمل کند. در این شرایط وقتی یکی از اعضا خراب یا به هر دلیلی غیرقابل استفاده می‌شود، شبکه دچار اختلال نمی‌شود. تنها نتیجه نامطلوب این است که دسترسی به عضو یا گرهی که دچار مشکل شده، قطع خواهد شد.
• از هزینه‌های ناشی از خرید و نگهداری سرورهای گران قیمت جلوگیری می‌شود.
  خرید و نگهداری سرور مرکزی و اختصاصی هزینه‌هایی دارد. اما این شبکه نیازی به چنین سروری ندارد چون هر سیستم و کامپیوتر به شکل مجزا به عنوان سرور نیز عمل می‌کنند.
• شبکه‌های همتا به همتا به سیستم عامل شبکه نیازی ندارند.
  برای اینکه یک شبکه peer to peer عملکرد درستی داشته باشد به سیستم عامل احتیاجی ندارد. این مزیت دیگری برای ساختار مستقل p2p است چون هر کامپیوتر به طور مجزا نقش سرور را نیز دارد. در شبکه p2p امکان اتصال هر رایانه به اینترنت و سیستم‌های مبتنی برابر نیز برای مدیریت شبکه وجود دارد.
• به نیروهای متخصص یا دانش پیشرفته برای راه‌اندازی نیاز ندارد.
  راه‌اندازی شبکه Peer To Peer نسبت به راه‌اندازی شبکه کلاینت_سرور بسیار آسان‌تر است و برای شروع کار نیاز به دانش پیشرفته‌ای ندارد.
• نیازی به در دسترس بودن کارکنان فنی ندارد.
  در این مدل هر کاربر می‌تواند به ساده‌ترین شکل دسترسی‌ها و مجوزهای به اشتراک‌گذاری فایل‌ها را شخصی‌سازی کند. کاربر می‌تواند در مورد اینکه می‌خواهد چه فایل‌هایی را با دیگران به اشتراک بگذارد تصمیم بگیرد و تنظیمات مربوطه را اعمال کند. این کار پیچیده و سخت نیست و هر فرد غیر متخصص با دانش معمولی قادر به انجام آن خواهد بود.
• در هر زمانی فرآیند بازیابی یا دانلود داده‌ها امکان‌پذیر است.
  تصور کنید، 90 درصد از یک فایل حجیم دانلود شده، اینترنت قطع می‌شود و سیستم از ابتدا دانلود را شروع می‌کند؛ تجربه بسیار دردناکی که هرکسی حداقل یک بار با آن روبه‌رو شده است. در سیستم همتا به همتا از این مشکلات خبری نخواهد بود. اگر به هردلیلی ارتباط قطع شود، سیستم بعد از اتصال به ادامه دانلود فایل می‌پردازد و از ابتدا دانلود را شروع نمی‌کند.
• یک مرجع بسیار بزرگ و آنلاین از تمام داده‌ها در اختیار کاربران است.
  در این شبکه به داده‌های بسیاری دسترسی خواهید داشت. می‌توانید با استفاده از شبکه همتا به همتا فایل دلخواه خود را پیدا و دانلود کنید. این شبکه‌ها یک کتابخانه عظیم از محتوای باکیفیت تشکیل می‌دهند که می‌توانید هر زمانی به آن‌ها دسترسی پیدا کنید.

معایب:

• فایل‌ها و منابع بصورت متمرکز با شبکه همتا به همتا سازماندهی نشده است.
  در یک شبکه peer to peer فایل‌ها روی شبکه و در هر سیستم ذخیره می‌شوند. در این شرایط دسترسی به تمام داده‌ها کمی سخت‌تر است چرا که امکان قطع دسترسی یک کاربر به کامپیوتر یک کاربر دیگر بصورت سهوی یا عمدی وجود دارد. در این صورت مسئله مقداری چالش برانگیز خواهد شد.
• احتمال نفوذ ویروس به شبکه همتا به همتا از سمت هر کاربر وجود دارد.
  هنگامی که یک شبکه همتا به همتا به کار گرفته می‌شود، مسئولیت جلوگیری از نفوذ ویروس ها، بدافزارها و سایر مشکلات به سیستم، برعهده کاربر است. کافی است سیستم یک نفر به اشتباه به بستری برای نفوذ ویروس تبدیل شود؛ کار تمام شده و ویروس در شبکه پخش می‌شود. حتی اگر کل شبکه نرم‌افزار آنتی ویروس را اجرا کنند و با فایروال کار را پیش ببرند، هیچ تضمینی وجود ندارد که یک کاربر از مشکلات و بدافزارها دور بماند.
• اغلب شبکه‌های همتا به همتا از امنیت کمتری برخوردار هستند و امکان ارسال محتوای غیرقانونی به دیگر دستگاه‌ها وجود دارد.
  همانطور که اشاره کردیم همه دستگاه‌ها به همدیگر متصل هستند و ممکن است با یک اشتباه همه دستگاه‌ها به ویروس یا بدافزار آلوده شوند. این در حالی است که دیگر کاربران نیز می‌توانند در هر سیستم دیگری، محتوای غیرقانونی قرار دهند. پس نتیجه می‌گیریم که شبکه‌های p2p اغلب از امنیت بالایی برخوردار نیستند.
• راهی برای پشتیبان‌گیری از فایل‌ها و پوشه‌ها در شبکه p2p وجودp  ندارد.
  تنها راه پشتیبان‌گیری از فایل‌ها در شبکه p2p، ذخیره فایل‌ها و داده‌ها در دستگاه‌های جداگانه است. بدین ترتیب فایل‌های تکراری مستقلی به وجود می‌آید که هر کاربر می‌تواند مستقل از کاربر دیگر آن فایل را تغییر دهد. به طور کلی در این شبکه، اگر اتفاقی برای یک عضو بیفتد و فایل‌ها گم شوند، راهی برای بازیابی آن‌ها نخواهد بود مگر اینکه یک درایو پشتیبان (backup drive) برای سیستم‌ها در نظر گرفته شده باشد.
• اغلب شبکه‌های همتا به همتا با مشکلات عملکردی مواجه می‌شوند.
  ارتباط یک شبکه بزرگ از سیستم‌ها به همدیگر ممکن است عملکرد این شبکه را با مشکل روبه‌رو کند. هرچه اتصال‌ها وتعداد رایانه‌های به هم پیوسته بیشتر باشد، سرعت ارسال درخواست‌ها و پاسخ‌هایی که در این شبکه انجام می‌شود، پایین‌تر خواهد بود.
• این ساختار ممکن است امکان دسترسی از راه دور به برخی از پایانه‌ها را فراهم کند.
  مثل بسیاری از شبکه‌ها، peer to peer می‌تواند توسط کدهای ناامن یک مشکل بزرگ را در ساختار خود تجربه کند. اگر این وضعیت اتفاق بیفتد، ممکن است شرایطی برای ورود یک مهاجم از راه دور و بدون مجوزهای لازم مهیا شود. یعنی در هنگام وقوع چنین حادثه‌ای، ممکن است کل شبکه به خطر بیفتد.
• در شبکه همتا به همتا، امکان مشاهده فایل‌ها قبل از دانلود وجود ندارد.
  در این شبکه هیچ راهی وجود ندارد که امکان مشاهده فایل قبل از دانلود را در اختیار کاربر قرار دهد. شاید امکان مشاهده پیش نمایش فایل با کیفیت بسیار پایین وجود داشته باشد؛ اما بررسی کیفیت به طور کامل قبل از دانلود فایل امکان‌پذیر نخواهد بود.

 
موارد قابل استفاده از شبکه peer to peer

اولین بار این شبکه در دهه 1980 به کار گرفته شد که استفاده از رایانه‌های شخصی فراگیر شده بود. به واسطه این روش انتقال داده‌ها و اطلاعات، بدون استفاده از سرور جداگانه بین کامپیوترها امکان‌پذیر شد که ارتباط مستقیم برای جابه‌جایی اطلاعات بین کاربران را آسان‌تر می‌کرد.
شبکه‌ نظیر به نظیر یا همان همتا به همتا به افراد و کسب و کارها برای صرفه‌جویی در وقت و هزینه، کمک بسیاری کرد. شبکه peer to peer به عنوان یک جایگزین عالی برای مدل‌های سنتی انتخاب شد و کارایی این شبکه به تدریج افزایش یافت. مایکروسافت، اینتل و آی‌بی‌ام از جمله شرکت‌های مطرحی هستند که روی چهارچوب این شبکه و استانداردهای آن تحقیقاتی را انجام دادند و موجب تکامل این شبکه شدند.
در حال حاضر از شبکه‌های همتا به همتا در تجارت الکترونیک، آموزش، پیام‌رسان‌ها، اشتراک گذاری فایل‌ها، محاسبات با عملکرد بالا،  و... استفاده می‌شود.

عملکرد شبکه همتا به همتا در بلاکچین

شبکه‌های همتا به همتا یکی از بخش‌های اساسی صنعت کریپتو محسوب می‌شوند چون به شکل عجیبی از نظر مقیاس پذیری نامحدود و برای انجام کارها فوق‌العاده کارآمد هستند. شاید برای شما هم این سوال مطرح باشد که شبکه‌ نظیر به نظیر چگونه به بلاک چین مرتبط است؟ در ادامه به این سوال می‌پردازیم.
به زبان ساده‌تر بلاک چین هم بر پایه شبکه همتا به همتا است که به عنوان یک دفتر کل غیرمتمرکز برای یک یا چند دارایی دیجیتال کاربرد دارد. هر کامپیوتر یک نسخه کامل از دفتر کل را نگه می‌دارد و درستی آن را با دیگر اعضا بررسی می‌کند تا داده‌ها و اطلاعات دقیقی داشته باشد. شبکه همتا به همتا در فناوری بلاک چین کمک می‌کند که کاربران به شکل مستقیم بتوانند ارزهای رمزنگاری شده خود را مبادله کنند. با استفاده از این شبکه هیچ نماینده میانی در طول معامله، معامله‌گران را رصد نخواهد کرد.
شبکه همتا به همتا به مبادله مستقیم ارز دیجیتال، بین معامله‌گران کمک می‌کند بدون اینکه پای یک سازمان یا مقام مرکزی در میان باشد. مبادله ارز بصورت همتا به همتا و غیر متمرکز، اصلی‌ترین هدف ظهور بیت کوین بود که آن را به پرکاربردترین ارز دیجیتال نیز تبدیل کرد.

جمع‌بندی
در این مقاله با مبحث شبکه همتا به همتا (p2p) چسیت؟ آشنا شدیم و ارتباط این شبکه با بلاک چین را بررسی کردیم. متوجه شدیم که شبکه p2p دارای یک معماری غیر متمرکز است و در پلتفرم‌های تجاری و هسته بلاک چین کاربرد دارد. همچنین شبکه همتا به همتا در بلاک چین، امکان مبادله ارزهای دیجیتال بدون وجود واسطه یا یک سازمان مرکزی را فراهم می‌کند. در صورتی که در رابطه با شبکه‌ نظیر به نظیر یا فناوری بلاک چین سوال دیگری دارید، لطفا در قسمت نظرات مطرح کنید تا به آن پاسخ دهیم.