Peer To Peer Network - Mạng ngang hàng còn gọi là mạng đồng đẳng là một loạt các thiết bị lưu trữ có thể chia sẻ tài nguyên với nhau. Các doanh nghiệp nhỏ thường sử dụng mô hình này trong nội bộ.

Vậy mạng Peer to peer cụ thể là gì? Mô hình P2P được thực hiện như thế nào? Để biết thêm về mô hình này, hãy cùng xem bài viết dưới đây của Terus!

Peer To Peer Là Gì? Ứng Dụng Của Mạng Ngang Hàng P2P
Peer To Peer Là Gì? Ứng Dụng Của Mạng Ngang Hàng P2P

I. Peer to peer là gì?

Mô hình ứng dụng phân tán Peer to peer chia nhiệm vụ và công việc giữa các peer. Trong đó, các peer là những thiết bị được sử dụng trong các ứng dụng riêng biệt. Tất cả các thành phần này tạo nên một mạng lưới các node tương ứng.

Những đặc điểm của mối quan hệ peer là gì? Peer to peer cung cấp định tuyến ẩn danh lưu lượng mạng, lưu trữ phân tán và môi trường tính toán song song. Điều quan trọng nhất là khả năng chia sẻ tài nguyên đa phương tiện. Tuy nhiên, cũng do khả năng này mà Peer to peer thường xuyên bị vi phạm bản quyền.

Khi sử dụng các ứng dụng P2P, người dùng có thể hoàn toàn kiểm soát các thông số hoạt động. Cho phép nhiều thành viên kết nối với nhau cùng một lúc. Hoặc cung cấp các tài nguyên, hệ thống và dịch vụ bảo vệ mạng.

Lịch sử của P2P

Lịch sử của mạng ngang hàng (P2P) bắt đầu từ những năm 1980, khi máy tính cá nhân bắt đầu phổ biến. Ban đầu, P2P chỉ cho phép các cuộc trò chuyện đơn giản. Tuy nhiên, đến năm 1999, Napster đã tạo nên một cuộc cách mạng khi cho phép người dùng chia sẻ âm nhạc trực tuyến trên quy mô lớn.

Tiếp nối thành công của Napster, các mạng P2P như Gnutella ra đời, mở rộng khả năng chia sẻ lên nhiều loại tệp tin khác nhau. Sự ra đời của Bitcoin vào năm 2009 đánh dấu một cột mốc quan trọng, mở ra kỷ nguyên của tiền điện tử và các ứng dụng phi tập trung dựa trên công nghệ P2P.

Ứng dụng của Peer to peer

Sự bình đẳng giữa máy chủ và máy khách được gọi là mạng ngang hàng chính. Một mạng lưới người dùng phân tán hỗ trợ hệ thống. Trong đó, các thiết bị sử dụng ứng dụng phần mềm hoạt động như một phương tiện trung gian cho việc chia sẻ dữ liệu. Người dùng có thể gửi các tệp đến một thiết bị trên mạng khi họ tìm và tải chúng.

Ứng dụng của Peer to peer

Một số những ngành dịch vụ đang ứng dụng mạng ngang hàng peer to peer như:

II. Các mô hình của peer to peer

Các mô hình của peer to peer

Các cấu trúc liên kết Peer to peer đã được sử dụng từ thời ARPANET, nhưng nó mới trở nên phổ biến vào năm 1990. Để hiểu rõ hơn về Peer to peer, hãy cùng xem phần tiếp theo!

  1. Mạng định tuyến và khám phá tài nguyên
  2. Mạng không có cấu trúc
  3. Mạng có cấu trúc
  4. Mô hình kết hợp
  5. Hệ thống phân phối nội dung CoopNet

1. Mạng định tuyến và khám phá tài nguyên

Mạng P2P hoạt động dưới dạng mạng lớp phủ áo trên cấu trúc của mạng vật lý. Trong đó, một tập hợp con bao gồm các node trong lớp phủ sẽ được sử dụng để tạo thành các node trong mạng vật lý.

Mạng định tuyến và khám phá tài nguyên

Mạng TCP/IP vẫn trao đổi dữ liệu trực tiếp. Tuy nhiên, trong các lớp ứng dụng ngang hàng, dữ liệu được truyền trực tiếp thông qua các liên kết lớp phủ logic. Lớp phủ được sử dụng để index và khám phá peer. Ngoài ra, chúng hỗ trợ hệ thống Peer-to-Peer độc lập thông qua cấu trúc liên kết mạng vật lý.

Mạng P2P được phân loại thành hai loại chính dựa trên cách các node liên kết với nhau trong lớp phủ và cách các tài nguyên định vị và index. Đó là một mạng có cấu trúc hoặc không có cấu trúc, hoặc cả hai.

2. Mạng không có cấu trúc

Mạng định tuyến và khám phá tài nguyên

Mạng ngang hàng P2P không có cấu trúc, nghĩa là chúng không được thiết kế theo các khuôn khổ. Tất cả chúng được tạo ra bởi các node kết nối với nhau một cách ngẫu nhiên. Một số mô hình P2P không có cấu trúc như Kazaa, Gnutella và Gossip.

Các mạng này rất dễ xây dựng vì không có cấu trúc nào được áp đặt trên toàn cục. Ngoài ra, nó cho phép tối ưu hóa phù hợp với mọi địa điểm. Nhìn chung, các mạng không có cấu trúc mạnh mẽ và thích ứng với tỷ lệ "churn" cao. Churn là hiện tượng khi một số lượng lớn các peer tham gia và rời khỏi mạng thường xuyên.

3. Mạng có cấu trúc

Một loại mạng P2P có cấu trúc phổ biến hiện nay sử dụng DHT - Distributed Hash Table. Trong đó, quyền sở hữu từng file được gán cho một peer cụ thể bằng cách sử dụng một biến thể của hash chung.

Mạng có cấu trúc

Bằng cách sử dụng hash table, các peer có thể tìm kiếm tài nguyên trên mạng. Điều này cũng có nghĩa là các cặp nút - tiền được lưu trữ trong DHT và bất kỳ node nào cũng có thể truy xuất tiền được kết nối với một nút cụ thể.

4. Mô hình kết hợp

Các mô hình client-server và Peer to peer tạo nên các mô hình kết hợp. Mô hình kết hợp thường bao gồm một server trung tâm hỗ trợ các peer tìm nhau.

Cấu trúc của mô hình này giúp cân bằng các chức năng tập trung được cung cấp bởi mạng có cấu trúc server/client. Nhiều mô hình kết hợp được sử dụng. Spotify là một ví dụ điển hình về mô hình kết hợp.

Mô hình kết hợp Spotify

Mô hình kết hợp hiện được đánh giá cao hơn so với mạng không có cấu trúc. Một số chức năng quan trọng chứng minh điều này, chẳng hạn như tìm kiếm, yêu cầu hoạt động tập trung nhưng được hưởng lợi từ sự kết hợp giữa các node không tập trung do mạng không cấu trúc cung cấp.

5. Hệ thống phân phối nội dung CoopNet

CoopNet, còn được gọi là mạng lưới hợp tác, là một hệ thống phục vụ không tải dành cho những peer gần đây đã tải xuống nội dung. Venkata N. Padmanabhan và Kunwadee Sripanidkulchai, các nhà khoa học máy tính tại Đại học Carnegie Mellon và Microsoft Research, đã đề xuất mạng lưới.

Hệ thống phân phối nội dung CoopNet

Có khả năng giảm tải từ server của hệ thống phân phối nội dung CoopNet. Đặc biệt, khi một server bị quá tải, nó sẽ chủ động chuyển các thành viên này đến những thành viên đồng ý phản chiếu nội dung đó.

III. Ưu và nhược điểm của mạng P2P

Ưu điểm của mạng P2P:

Nhược điểm của mạng P2P:

IV. Mô hình của peer to peer

1. Định tuyến

Mạng ngang hàng hoạt động dựa trên một lớp mạng ảo được xây dựng trên nền tảng của mạng vật lý hiện có. Lớp mạng ảo này cho phép các thiết bị (node) trong mạng P2P kết nối và giao tiếp trực tiếp với nhau, bất kể vị trí vật lý của chúng.

Dữ liệu được trao đổi qua các liên kết logic được thiết lập trên lớp mạng ảo này, trong khi các liên kết vật lý bên dưới đảm bảo việc truyền dữ liệu thực tế. Nhờ lớp mạng ảo, mạng P2P trở nên linh hoạt và độc lập với cấu trúc của mạng vật lý.

2. Mạng không cấu trúc

Mạng ngang hàng không cấu trúc là những mạng lưới được hình thành một cách tự phát, không tuân theo bất kỳ quy tắc thiết kế nào. Các nút trong mạng này kết nối với nhau một cách ngẫu nhiên, tạo thành một cấu trúc mạng động và linh hoạt.

Chính vì tính tự do này mà các mạng không cấu trúc rất dễ xây dựng và có thể thích ứng với nhiều điều kiện mạng khác nhau. Tuy nhiên, sự thiếu cấu trúc cũng dẫn đến những hạn chế trong việc tìm kiếm thông tin, khiến quá trình tìm kiếm trở nên phức tạp và tiêu tốn nhiều tài nguyên.

3. Mạng có cấu trúc

Tưởng tượng mạng P2P như một thư viện khổng lồ, nhưng thay vì sách được sắp xếp trên các giá sách, chúng được phân tán khắp nơi. Mỗi cuốn sách (tệp tin) đều có một mã vạch duy nhất (hash). Nhờ một hệ thống chỉ mục thông minh (DHT), bất kỳ ai muốn tìm một cuốn sách nào đó đều có thể dễ dàng tra cứu mã vạch và tìm ra nó ở đâu, ngay cả khi thư viện rất lớn và sách rất hiếm.

4. Mạng kết hợp

Các mô hình mạng kết hợp là sự kết hợp thông minh giữa hai thế giới: mô hình máy chủ-khách hàng (client-server) và mô hình ngang hàng (peer-to-peer). Trong mô hình này, thường có một máy chủ trung tâm đóng vai trò như một cầu nối, giúp các thiết bị (peer) tìm kiếm và kết nối với nhau dễ dàng hơn.

Một ví dụ điển hình cho mô hình kết hợp là Spotify. Dịch vụ này sử dụng một máy chủ trung tâm để quản lý thư viện nhạc khổng lồ và các thông tin người dùng, đồng thời cho phép người dùng chia sẻ danh sách phát và kết nối với bạn bè một cách trực tiếp, giống như trong một mạng P2P.

V. Các thông tin liên quan đén Peer To Peer

1. Khả năng phục hồi và mở rộng

Khác với hệ thống client-server truyền thống, mạng P2P sở hữu một cấu trúc phân tán, nơi mỗi thiết bị tham gia đều đóng vai trò như một nút (node) độc lập. Điều này giúp mạng P2P trở nên bền vững hơn trước những sự cố. Khi một nút gặp sự cố, các nút khác vẫn có thể tiếp tục hoạt động, đảm bảo sự liên tục của dịch vụ.

Hơn nữa, khả năng mở rộng của mạng P2P là rất lớn. Khi có thêm nhiều nút tham gia, tổng dung lượng và khả năng xử lý của hệ thống cũng tăng lên tương ứng, giúp mạng P2P đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao của người dùng.

2. Bộ nhớ và tìm kiếm phân tán

Khả năng sao lưu, phục hồi và khả dụng của dữ liệu trong mạng P2P và mạng tập trung có những khác biệt đáng kể. Trong mạng tập trung, quyền kiểm soát dữ liệu hoàn toàn nằm trong tay quản trị viên hệ thống.

Điều này đồng nghĩa với việc nếu muốn ngừng chia sẻ một file nào đó, quản trị viên chỉ cần xóa file đó khỏi máy chủ và lập tức tất cả người dùng sẽ không còn truy cập được. Mặc dù vậy, chính sự tập trung này cũng khiến hệ thống dễ bị tổn thương trước các cuộc tấn công mạng hoặc các yêu cầu kiểm duyệt từ bên ngoài.

Ngược lại, trong mạng P2P, việc chia sẻ dữ liệu được phân tán trên nhiều thiết bị. Điều này làm tăng khả năng phục hồi dữ liệu, ngay cả khi một số thiết bị bị hỏng hoặc ngừng hoạt động. Tuy nhiên, chính vì tính phân tán này mà việc đảm bảo tính khả dụng của các file ít phổ biến lại trở nên khó khăn hơn. Nếu không có đủ số lượng người dùng chia sẻ một file cụ thể, khả năng tìm thấy và truy cập file đó sẽ giảm đi đáng kể.

VI. Lợi ích khi sử dụng mạng P2P

Việc triển khai và sử dụng mạng P2P sẽ đem lại nhiều lợi ích tiện dụng như:

  1. Chia sẻ tài nguyên hiệu quả
  2. Chi phí thấp
  3. Tính khả dụng cao
  4. Tính linh hoạt
  5. Đảm bảo sự bảo mật và tính toàn vẹn

1. Chia sẻ tài nguyên hiệu quả

Dữ liệu được phân tán trên nhiều thiết bị khác nhau, giảm tải cho máy chủ trung tâm và tăng độ ổn định. Người dùng có thể truy cập trực tiếp vào tài nguyên của nhau mà không cần thông qua máy chủ trung gian, giúp tăng tốc độ truyền tải. Việc chia sẻ tài nguyên trực tiếp giúp giảm tải cho các nhà cung cấp dịch vụ internet.

Chia sẻ tài nguyên hiệu quả

2. Chi phí thấp

Mạng P2P không yêu cầu một máy chủ mạnh mẽ để quản lý, giúp tiết kiệm chi phí đầu tư ban đầu. Việc quản lý và bảo trì mạng P2P đơn giản hơn so với các mạng truyền thống, giúp giảm chi phí vận hành. Chỉ với 2 yếu tố trên đã giúp tiết kiệm chi phí rất nhiều nhưng vẫn đảm bảo hiệu năng.

3. Tính khả dụng cao

Việc phân tán dữ liệu giúp mạng P2P hoạt động ổn định hơn, ít bị ảnh hưởng bởi lỗi của một máy chủ nào đó. Mạng P2P có thể dễ dàng mở rộng quy mô bằng cách thêm vào các thiết bị mới mà không tốn nhiều thời gian để thực hiện.

Tính khả dụng cao

4. Tính linh hoạt

Sự linh hoạt của P2P được thể hiện qua 2 yếu tố:

5. Đảm bảo sự bảo mật và tính toàn vẹn

Trong mạng P2P, mỗi nút đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ dữ liệu và thông tin. Các biện pháp bảo mật tiên tiến như mã hóa, xác thực và kiểm tra tính toàn vẹn được áp dụng để ngăn chặn các hành vi xâm nhập trái phép và đảm bảo dữ liệu luôn chính xác.

Đảm bảo sự bảo mật và tính toàn vẹn

Bên cạnh đó, tính tương tác trực tiếp giữa các nút trong mạng P2P tạo điều kiện thuận lợi cho việc chia sẻ tài nguyên và cộng tác. Nhờ đó, mạng P2P không chỉ hiệu quả mà còn linh hoạt và dễ dàng mở rộng, đáp ứng nhu cầu đa dạng của người dùng.

VII. Ứng dụng của mạng P2P

1. Chia sẻ tệp tin

Đây là ứng dụng phổ biến nhất của mạng P2P. Các phần mềm chia sẻ tệp như BitTorrent cho phép người dùng tải xuống và chia sẻ các tệp tin lớn một cách nhanh chóng và hiệu quả.

Thay vì tải tệp từ một máy chủ trung tâm, người dùng sẽ tải từng phần nhỏ của tệp từ nhiều máy tính khác đang tham gia vào quá trình chia sẻ. Điều này giúp tăng tốc độ tải xuống và giảm tải cho máy chủ. Tuy nhiên, việc chia sẻ tệp tin qua mạng P2P cũng tiềm ẩn những rủi ro như vi phạm bản quyền và nguy cơ nhiễm mã độc.

2. Truyền thông trực tuyến

Nhiều ứng dụng truyền thông trực tuyến như Skype, Viber, Zoom đã và đang sử dụng công nghệ P2P để kết nối người dùng với nhau. Thay vì đi qua các máy chủ trung gian, cuộc gọi hoặc cuộc họp trực tuyến sẽ được thiết lập trực tiếp giữa các thiết bị của người tham gia. Điều này giúp giảm thiểu độ trễ và cải thiện chất lượng cuộc gọi.

3. Tiền điện tử

Công nghệ blockchain, nền tảng của hầu hết các loại tiền điện tử, hoạt động dựa trên mạng P2P. Các giao dịch được ghi lại trên một sổ cái phân tán được chia sẻ bởi tất cả các node trong mạng. Điều này đảm bảo tính minh bạch, an toàn và không thể thay đổi của các giao dịch.

4. Lưu trữ dữ liệu phân tán

Các hệ thống lưu trữ dữ liệu phân tán như IPFS (InterPlanetary File System) cho phép lưu trữ dữ liệu trên nhiều thiết bị khác nhau trên mạng. Điều này giúp tăng khả năng bảo mật và phục hồi dữ liệu, đồng thời giảm thiểu rủi ro mất dữ liệu do lỗi của một máy chủ trung tâm.

5. Tính toán phân tán

Mạng P2P được sử dụng để giải quyết các bài toán tính toán phức tạp bằng cách phân chia công việc cho nhiều máy tính. Các dự án như SETI@home và Folding@home đã sử dụng mạng P2P để khai thác sức mạnh tính toán của hàng triệu máy tính cá nhân để nghiên cứu khoa học.

Qua bài viết, hi vọng bài viết đã giúp cho bạn hiểu được về mạng peer to peer hay mạng P2P. Cảm ơn bạn đã đọc hết bài viết. Nếu bạn có bất cứ yêu cầu gì về Terus có thể liên hệ tại đây nhé!

Theo dõi Terus tại:

Đọc thêm:

terus-logo-profile
bởi Terus Technique
Cập nhật lúc 28 Tháng 11, 2024