สถาปัตยกรรม P2P สามารถเหมาะสำหรับกรณีการใช้งานที่หลากหลาย แต่ได้รับความนิยมเป็นพิเศษในช่วงปี 1990 เมื่อมีการสร้างโปรแกรมแชร์ไฟล์ครั้งแรก ปัจจุบันเครือข่าย P2P เป็นหัวใจหลักของสกุลเงินดิจิทัลส่วนใหญ่ซึ่งเป็นส่วนสำคัญของอุตสาหกรรมบล็อกเชน อย่างไรก็ตามพวกเขายังใช้ประโยชน์จากแอปพลิเคชันคอมพิวเตอร์แบบกระจายอื่น ๆ เช่นเครื่องมือค้นหาเว็บแพลตฟอร์มสตรีมมิ่งตลาดออนไลน์และโปรโตคอลเว็บ InterPlanetary File System (IPFS)

P2P ทำงานอย่างไร?

โดยพื้นฐานแล้วระบบ P2P ได้รับการดูแลโดยเครือข่ายผู้ใช้แบบกระจาย โดยปกติแล้วพวกเขาไม่มีผู้ดูแลระบบส่วนกลางหรือเซิร์ฟเวอร์เนื่องจากแต่ละโหนดเก็บสำเนาของไฟล์ – ทำหน้าที่เป็นทั้งไคลเอนต์และเป็นเซิร์ฟเวอร์ไปยังโหนดอื่น ๆ ดังนั้นแต่ละโหนดสามารถดาวน์โหลดไฟล์จากโหนดอื่นหรืออัปโหลดไฟล์ไปยังโหนดเหล่านั้นได้ นี่คือสิ่งที่ทำให้เครือข่าย P2P แตกต่างจากระบบไคลเอนต์เซิร์ฟเวอร์แบบดั้งเดิมซึ่งอุปกรณ์ไคลเอนต์ดาวน์โหลดไฟล์จากเซิร์ฟเวอร์ส่วนกลาง

บนเครือข่าย P2P อุปกรณ์ที่เชื่อมต่อจะแชร์ไฟล์ที่เก็บไว้ในฮาร์ดไดรฟ์ การใช้แอปพลิเคชันซอฟต์แวร์ที่ออกแบบมาเพื่อเป็นสื่อกลางในการแบ่งปันข้อมูลผู้ใช้สามารถสอบถามอุปกรณ์อื่น ๆ ในเครือข่ายเพื่อค้นหาและดาวน์โหลดไฟล์ เมื่อผู้ใช้ดาวน์โหลดไฟล์ที่กำหนดแล้วพวกเขาสามารถทำหน้าที่เป็นแหล่งที่มาของไฟล์นั้นได้

กล่าวอีกนัยหนึ่งคือเมื่อโหนดทำหน้าที่เป็นไคลเอนต์พวกเขาจะดาวน์โหลดไฟล์จากโหนดเครือข่ายอื่น แต่เมื่อพวกเขาทำงานเป็นเซิร์ฟเวอร์พวกเขาเป็นแหล่งที่โหนดอื่นสามารถดาวน์โหลดไฟล์ได้ อย่างไรก็ตามในทางปฏิบัติฟังก์ชันทั้งสองสามารถทำงานได้ในเวลาเดียวกัน (เช่นดาวน์โหลดไฟล์ A และอัปโหลดไฟล์ B)

เนื่องจากทุกโหนดจัดเก็บส่งและรับไฟล์เครือข่าย P2P จึงมีแนวโน้มที่จะเร็วขึ้นและมีประสิทธิภาพมากขึ้นเนื่องจากฐานผู้ใช้มีขนาดใหญ่ขึ้น นอกจากนี้สถาปัตยกรรมแบบกระจายทำให้ระบบ P2P ทนทานต่อการโจมตีทางไซเบอร์ เครือข่าย P2P ต่างจากรุ่นทั่วไปที่ไม่มีจุดล้มเหลวแม้แต่จุดเดียว

เราอาจแบ่งประเภทของระบบเพียร์ทูเพียร์ตามสถาปัตยกรรมของพวกเขา สามประเภทหลักเรียกว่าเครือข่าย P2P แบบไม่มีโครงสร้างแบบมีโครงสร้างและแบบไฮบริด

เครือข่าย P2P ที่ไม่มีโครงสร้าง

เครือข่าย P2P ที่ไม่มีโครงสร้างจะไม่แสดงองค์กรเฉพาะของโหนด ผู้เข้าร่วมสื่อสารแบบสุ่มซึ่งกันและกัน ระบบเหล่านี้ถือว่าแข็งแกร่งเมื่อเทียบกับกิจกรรมที่มีการปั่นป่วนสูง (กล่าวคือหลายโหนดมักจะเข้าร่วมและออกจากเครือข่าย)

แม้ว่าจะสร้างได้ง่ายกว่า แต่เครือข่าย P2P ที่ไม่มีโครงสร้างอาจต้องการการใช้งาน CPU และหน่วยความจำที่สูงขึ้นเนื่องจากข้อความค้นหาจะถูกส่งไปยังเพื่อนร่วมงานจำนวนมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ สิ่งนี้มีแนวโน้มที่จะทำให้เครือข่ายเต็มไปด้วยข้อความค้นหาโดยเฉพาะอย่างยิ่งหากมีโหนดจำนวนน้อยที่เสนอเนื้อหาที่ต้องการ

เครือข่าย P2P ที่มีโครงสร้าง

ในทางตรงกันข้ามเครือข่าย P2P ที่มีโครงสร้างจะนำเสนอสถาปัตยกรรมที่เป็นระบบซึ่งช่วยให้โหนดสามารถค้นหาไฟล์ได้อย่างมีประสิทธิภาพแม้ว่าเนื้อหาจะไม่สามารถใช้งานได้ในวงกว้างก็ตาม ในกรณีส่วนใหญ่สามารถทำได้โดยใช้ฟังก์ชันแฮชที่อำนวยความสะดวกในการค้นหาฐานข้อมูล

แม้ว่าเครือข่ายที่มีโครงสร้างอาจมีประสิทธิภาพมากกว่า แต่ก็มีแนวโน้มที่จะนำเสนอการรวมศูนย์ในระดับที่สูงขึ้นและโดยปกติแล้วจะต้องมีค่าใช้จ่ายในการติดตั้งและบำรุงรักษาที่สูงขึ้น นอกเหนือจากนั้นเครือข่ายที่มีโครงสร้างจะมีประสิทธิภาพน้อยกว่าเมื่อต้องเผชิญกับอัตราการปั่นป่วนที่สูง

เครือข่าย P2P แบบไฮบริด

เครือข่าย P2P แบบไฮบริดจะรวมโมเดลไคลเอนต์เซิร์ฟเวอร์ทั่วไปเข้ากับลักษณะบางประการของสถาปัตยกรรมเพียร์ทูเพียร์ ตัวอย่างเช่นอาจออกแบบเซิร์ฟเวอร์กลางที่อำนวยความสะดวกในการเชื่อมต่อระหว่างเพื่อน

เมื่อเปรียบเทียบกับอีกสองประเภทรุ่นไฮบริดมักจะนำเสนอประสิทธิภาพโดยรวมที่ดีขึ้น โดยทั่วไปแล้วพวกเขาจะรวมข้อดีหลักบางประการของแต่ละแนวทางเข้าด้วยกันเพื่อให้บรรลุระดับประสิทธิภาพและการกระจายอำนาจที่สำคัญไปพร้อม ๆ กัน

แม้ว่าสถาปัตยกรรม P2P จะกระจายโดยเนื้อแท้ แต่สิ่งสำคัญคือต้องทราบว่าการกระจายอำนาจมีหลายระดับ ดังนั้นเครือข่าย P2P ทั้งหมดไม่ได้รับการกระจายอำนาจ 

ในความเป็นจริงหลายระบบอาศัยอำนาจส่วนกลางในการชี้นำกิจกรรมของเครือข่ายทำให้ค่อนข้างรวมศูนย์ ตัวอย่างเช่นระบบแชร์ไฟล์ P2P บางระบบอนุญาตให้ผู้ใช้ค้นหาและดาวน์โหลดไฟล์จากผู้ใช้รายอื่น แต่ไม่สามารถเข้าร่วมในกระบวนการอื่น ๆ เช่นการจัดการคำค้นหา

นอกจากนี้เครือข่ายขนาดเล็กที่ควบคุมโดยฐานผู้ใช้ที่ จำกัด และมีเป้าหมายร่วมกันอาจกล่าวได้ว่ามีการรวมศูนย์ในระดับที่สูงขึ้นแม้ว่าจะไม่มีโครงสร้างพื้นฐานเครือข่ายแบบรวมศูนย์ก็ตาม

บทบาทของ P2P ในบล็อกเชน

ในช่วงแรกของ Bitcoin Satoshi Nakamotoกำหนดให้เป็น“ ระบบเงินสดอิเล็กทรอนิกส์แบบเพียร์ทูเพียร์” Bitcoin ถูกสร้างขึ้นในรูปแบบของเงินดิจิทัล มันสามารถถ่ายโอนจากผู้ใช้คนหนึ่งไปยังอีกผ่านเครือข่าย P2P ซึ่งจัดการบัญชีแยกประเภทที่เรียกว่ากระจายblockchain

ในบริบทนี้สถาปัตยกรรม P2P ที่มีอยู่ในเทคโนโลยีบล็อกเชนคือสิ่งที่ช่วยให้สามารถโอน Bitcoin และสกุลเงินดิจิทัลอื่น ๆ ได้ทั่วโลกโดยไม่จำเป็นต้องมีตัวกลางหรือเซิร์ฟเวอร์กลางใด ๆ นอกจากนี้ทุกคนสามารถตั้งค่าโหนด Bitcoin หากพวกเขาต้องการที่จะเข้าร่วมในกระบวนการของการตรวจสอบและการตรวจสอบบล็อก

ดังนั้นจึงไม่มีธนาคารใดประมวลผลหรือบันทึกธุรกรรมในเครือข่าย Bitcoin แต่บล็อกเชนจะทำหน้าที่เป็นบัญชีแยกประเภทดิจิทัลที่บันทึกกิจกรรมทั้งหมดแบบสาธารณะ โดยทั่วไปแต่ละโหนดจะเก็บสำเนาของบล็อกเชนและเปรียบเทียบกับโหนดอื่น ๆ เพื่อให้แน่ใจว่าข้อมูลมีความถูกต้อง เครือข่ายจะปฏิเสธกิจกรรมที่เป็นอันตรายหรือความไม่ถูกต้องอย่างรวดเร็ว

ในบริบทของบล็อคเชนของสกุลเงินดิจิทัลโหนดต่างๆสามารถรับบทบาทที่แตกต่างกันได้ ตัวอย่างเช่นโหนดแบบเต็มคือโหนดที่ให้ความปลอดภัยแก่เครือข่ายโดยการตรวจสอบธุรกรรมที่ขัดต่อกฎฉันทามติของระบบ

โหนดแบบเต็มแต่ละโหนดจะเก็บสำเนาของบล็อกเชนที่อัปเดตและสมบูรณ์ทำให้สามารถมีส่วนร่วมในการตรวจสอบสถานะที่แท้จริงของบัญชีแยกประเภทแบบกระจายได้ มันเป็นมูลค่า noting แต่ที่ไม่ได้ทั้งหมดโหนดตรวจสอบเต็มรูปแบบของคนงานเหมือง