Η μετάδοση δεδομένων σε ένα μεγάλο δίκτυο (blockchain) είναι μια πρόκληση. Η μετάδοση παρόμοιων δεδομένων σε μυριάδες κόμβους στο μεγάλο δίκτυο χρησιμοποιεί μεγάλη ποσότητα επεξεργαστικής ισχύος. Χρειάζεται πολύς χρόνος για να γίνει και συχνά περιορίζει την τιμή δεδομένων όταν επιτυγχάνει τον τελευταίο προορισμό. Έτσι, τα πρωτόκολλα κουτσομπολιού ξεπερνούν αυτό το πρόβλημα επιτρέποντας την παροχή δεδομένων από έναν κόμβο σε άλλον κόμβο παρόμοια με δύο άτομα που κουτσομπολεύουν μια πληροφορία για κάθε φλιτζάνι τσάι. Αυτό το άρθρο εξετάζει μια επισκόπηση του α πρωτόκολλο επικοινωνίας σαν πρωτόκολλο κουτσομπολιού – εργασία με εφαρμογές.
Τι είναι το Gossip Protocol;
Ένα πρωτόκολλο επικοινωνίας όπως το πρωτόκολλο Gossip επιτρέπει απλώς την κοινή χρήση κατάστασης μέσα σε κατανεμημένα συστήματα. Τα σύγχρονα συστήματα χρησιμοποιούν αυτό το peer-to-peer πρωτόκολλο για τη διανομή πληροφοριών σε όλα τα μέλη ενός συμπλέγματος ή δικτύου. Αυτό το είδος πρωτοκόλλου χρησιμοποιείται σε ένα αποκεντρωμένο σύστημα που δεν περιλαμβάνει κανέναν κεντρικό κόμβο για να παρακολουθεί όλους τους κόμβους και να γνωρίζει εάν ένας κόμβος είναι εκτός λειτουργίας ή όχι.
Το Gossip Protocol λειτουργεί με παρόμοια αρχή σχετικά με τον τρόπο μετάδοσης των δεδομένων στα κοινωνικά δίκτυα. Προς το παρόν, τα περισσότερα σύγχρονα συστήματα χρησιμοποιούν συχνά αυτά τα πρωτόκολλα για την επίλυση προβλημάτων που μπορεί να είναι δύσκολο να επιλυθούν με άλλους τρόπους, είτε λόγω ενός προβλήματος εντός της δομής, το οποίο είναι πολύ μεγάλο είτε επειδή οι λύσεις κουτσομπολιού είναι οι πιο αποτελεσματικές διαθέσιμες.
Gossip Protocol Architecture
ο Εφαρμογή πρωτοκόλλου gossip μπορεί να γίνει μέσα στη βάση δεδομένων Apache Cassandra. Εδώ, θα συζητήσουμε αυτό το πρωτόκολλο, πώς η Cassandra επιτυγχάνει τον συντονισμό μεταξύ των κόμβων και πώς αυτοί οι κόμβοι θα παραμείνουν σε συγχρονισμό. Στη βάση δεδομένων Cassandra, όλοι οι κόμβοι είναι παρόμοιοι και έχουν αρχιτεκτονική peer-to-peer και δεν υπάρχει έννοια κόμβου master-to-slave.
Το Gossip είναι το σύστημα μηνυμάτων που χρησιμοποίησαν οι κόμβοι Cassandra και εικονικοί κόμβοι για να κάνουν τα δεδομένα τους αξιόπιστα μεταξύ τους. Έτσι χρησιμοποιείται για την υλοποίηση του παράγοντα αναπαραγωγής μέσα σε ένα σύμπλεγμα. Έτσι, ας φανταστούμε το σύμπλεγμα Cassandra σαν ένα σύστημα δακτυλίου όπου κάθε κόμβος περιλαμβάνει μια συγκεκριμένη διαίρεση κάθε πίνακα στη βάση δεδομένων και μπορούν να επικοινωνούν μόνο με συνεχόμενους κόμβους.
Ας δούμε πώς η Κασσάνδρα επιτυγχάνει τον συντονισμό μεταξύ των κόμβων. Ας πάρουμε λοιπόν ένα παράδειγμα που περιλαμβάνει 6 κόμβους σε ένα σύμπλεγμα από το 1 έως το 6. Στο παραπάνω σύμπλεγμα, μπορούμε να παρατηρήσουμε ότι ο κόμβος 3 είναι κάτω. Έτσι, όταν ένας κόμβος πέσει, τότε σταματά να στέλνει περιοδικά μηνύματα και όλοι οι άλλοι το ανακαλύπτουν αμέσως.
Στο πρωτόκολλο κουτσομπολιού, κόμβους δικτύου ανταλλάσσουν πληροφορίες κατάστασης περιοδικά για τον εαυτό τους και για επιπλέον κόμβους που γνωρίζουν. Αυτό το πρωτόκολλο εκτελείται για κάθε δευτερόλεπτο για την ανταλλαγή μηνυμάτων κατάστασης με έως και 3 άλλους κόμβους εντός του συμπλέγματος.
Τα πρωτόκολλα κουτσομπολιού είναι εξαιρετικά χρήσιμα στην Κασσάνδρα, καθώς οι κόμβοι ανταλλάσσουν δεδομένα για τον εαυτό τους και τους υπόλοιπους κόμβους για τους οποίους έχουν φήμες. Ως αποτέλεσμα, όλοι οι κόμβοι μέσα στο σύμπλεγμα μαθαίνουν γρήγορα για τους υπόλοιπους κόμβους.
Πώς λειτουργεί το Gossip Protocol;
Γενικά, το πρωτόκολλο επιτρέπει σε κάθε κόμβο να παρακολουθεί συνεχώς τις πληροφορίες κατάστασης στους άλλους κόμβους εντός του συμπλέγματος, όπως ποιοι κόμβοι είναι προσβάσιμοι και ποιες περιοχές κλειδιών είναι υπεύθυνοι, κ.λπ. Οι κόμβοι εντός του συμπλέγματος μεταδίδουν πληροφορίες κατάστασης για να περιμένουν συγχρονισμό. Το πρωτόκολλο Gossip είναι ένας μηχανισμός επικοινωνίας peer-to-peer όπου οι κόμβοι ανταλλάσσουν πληροφορίες κατάστασης περιοδικά για τον εαυτό τους και άλλους κόμβους που γνωρίζουν.
Κάθε κόμβος ξεκινά έναν γύρο κουτσομπολιού για κάθε δευτερόλεπτο για να ανταλλάξει τις πληροφορίες κατάστασης για τον εαυτό του και άλλους κόμβους με έναν άλλο τυχαίο κόμβο. Έτσι ώστε οποιαδήποτε νέα εμφάνιση διαδίδεται τελικά σε όλο το σύστημα και όλοι οι κόμβοι μαθαίνουν γρήγορα για όλους τους άλλους κόμβους μέσα σε ένα σύμπλεγμα.
Τύποι πρωτοκόλλου κουτσομπολιού
Τα πρωτόκολλα κουτσομπολιού είναι διαθέσιμα σε τρεις τύπους διάδοσης, αντι-εντροπίας και πρωτόκολλα που υπολογίζουν συγκεντρωτικά στοιχεία, τα οποία συζητούνται παρακάτω.
Πρωτόκολλα Διάδοσης
Τα πρωτόκολλα διάδοσης ονομάζονται επίσης πρωτόκολλα φημολογίας καθώς χρησιμοποιούν κουτσομπολιά για τη διάδοση πληροφοριών μέσω του δικτύου. Αυτά είναι τα πιο πρόχειρα πρωτόκολλα κουτσομπολιού που χρησιμοποιούνται για blockchains. Όταν αυτά τα πρωτόκολλα είναι κατάλληλα για τη λήψη δεδομένων σε πολλούς κόμβους μέσα σε σύντομο χρονικό διάστημα, τότε τα δεδομένα μπορούν να καταστραφούν καθώς και να τροποποιηθούν εύκολα στην πορεία.
Πρωτόκολλα κατά της εντροπίας
Αυτού του είδους τα πρωτόκολλα κουτσομπολιού χρησιμοποιούνται κυρίως για τη διόρθωση των διπλών δεδομένων μέσω της αξιολόγησης τους καθώς και για την αλλαγή των συγκρίσεων. Ο κύριος στόχος αυτών των πρωτοκόλλων είναι να μειώσουν τις αλλαγές στα δεδομένα όταν ταξιδεύουν μεταξύ των κόμβων, αξιολογώντας τα και αλλάζοντας τα δεδομένα για να βεβαιωθούν ότι είναι σωστά.
Πρωτόκολλα που υπολογίζουν συγκεντρωτικά στοιχεία
Αυτά τα πρωτόκολλα είναι επίσης γνωστά ως πρωτόκολλα συνάθροισης που λειτουργούν ή υπολογίζουν ένα σύνολο του δικτύου μέσω δειγματοληψίας δεδομένων στους κόμβους και ενώνουν τις τιμές για να λάβουν μια τιμή σε όλο το σύστημα. Αυτοί οι τύποι πρωτοκόλλων σχετίζονται με πρωτόκολλα κατά της εντροπίας, αν και χτίζονται γύρω από τη σκέψη της μετάδοσης σε κάθε κόμβο ενός ξεχωριστού στοιχείου των δεδομένων που μεταδίδονται, μετά από αυτό τα δεδομένα μοιράζονται μεταξύ των κόμβων για να γίνει μια πλήρης εικόνα.
Gossip Protocol Algorithm
Οι αλγόριθμοι κουτσομπολιού είναι πρωτόκολλα ασύγχρονης ανταλλαγής δεδομένων που βασίζονται σε κουτσομπολιά, διαφορετικά το στυλ φημών είναι αναξιόπιστο. Λόγω της τεράστιας απλότητας και της ευρείας εφαρμογής τους, αυτός ο αλγόριθμος έχει εμφανιστεί ως μια κανονική αρχιτεκτονική λύση, ειδικά για τα δίκτυα επόμενης γενιάς.
Σε έναν αλγόριθμο πρωτοκόλλου gossip, κάθε κόμβος εντός του δικτύου ανταλλάσσει πληροφορίες περιοδικά με ένα υποσύνολο κόμβων. Συνήθως, αυτό το υποσύνολο είναι το σύνολο των γειτόνων κάθε κόμβου. Κάθε κόμβος έχει μόνο μια προβολή τοπικού δικτύου. Κάθε κόμβος λαμβάνει κάποια επιθυμητά καθολικά δεδομένα σε ένα συγκεκριμένο αριθ. των περιοδικών ενημερώσεων των κόμβων.
Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα
ο πλεονεκτήματα του πρωτοκόλλου κουτσομπολιού περιλαμβάνουν τα ακόλουθα.
- Αυτά τα πρωτόκολλα είναι εξαιρετικά επεκτάσιμα.
- Όλοι οι κόμβοι σε αυτό το πρωτόκολλο λειτουργούν το ίδιο και δεν έχουν διαφορετική ή ειδική λειτουργία μεταξύ τους. Μόλις συμβεί αστοχία σε μεμονωμένους ή πολλούς κόμβους, τότε δεν θα διακόψει ή θα επηρεάσει τους άλλους κόμβους εντός του δικτύου για τη διανομή δεδομένων. Ομοίως, οι κόμβοι μπορούν να περάσουν ή να απομακρυνθούν από το δίκτυο ανάμεσα σε ζεύγη χωρίς όρια και χωρίς να επηρεάσουν τη λειτουργία του.
- Αυτά τα πρωτόκολλα διανέμουν δεδομένα με εντελώς αυτόνομο και αποκεντρωμένο τρόπο.
- Αυτοί οι τύποι πρωτοκόλλων έχουν την ικανότητα να λειτουργούν σωστά καθώς οι κόμβοι έχουν την ικανότητα να μοιράζονται και να διανέμουν δεδομένα με πολλούς κόμβους εντός του ομότιμου δικτύου,
ο μειονεκτήματα του πρωτοκόλλου κουτσομπολιού περιλαμβάνουν τα ακόλουθα.
- Αυτά τα πρωτόκολλα προσφέρουν δύναμη στο σύστημα αφήνοντας τους κόμβους στο δίκτυο να λειτουργούν συνεχώς χωρίς να διακόπτονται στην εμφάνιση αστοχιών.
- Ο υψηλός πλεονασμός μπορεί να οδηγήσει σε μέγιστη απαίτηση εύρους ζώνης, επομένως μπορεί να προκαλέσει εμπλοκή δικτύου.
Εφαρμογές
ο εφαρμογές του πρωτοκόλλου κουτσομπολιού Περιλαμβάνω τα ακόλουθα.
- Το πρωτόκολλο κουτσομπολιού χρησιμοποιείται κυρίως για τη διόρθωση των προβλημάτων που προέκυψαν από την πολλαπλή μετάδοση.
- Είναι ένα είδος επικοινωνίας όπου ένα μέρος κουτσομπολιού ή πληροφοριών σε αυτή την κατάσταση μεταδίδεται από έναν κόμβο ή πολλούς κόμβους σε ένα σύνολο άλλων κόμβων μέσα σε ένα δίκτυο.
- Αυτά τα πρωτόκολλα χρησιμοποιούνται από διάφορα δίκτυα διανομής για γρήγορη και αξιόπιστη διανομή δεδομένων.
- Αυτά χρησιμοποιούνται από το bitcoin για τη διάδοση ασταθήτων τιμών στους κόμβους εξόρυξης του.
- Αυτά χρησιμοποιούνται κυρίως για τη δημιουργία ενός καναλιού επικοινωνίας μέσω του οποίου όλοι οι κόμβοι του δικτύου μπορούν να λάβουν πληροφορίες και να ανακαλύψουν ζεύγη που βοηθούν στη διανομή μεταδεδομένων.
- Τα πρωτόκολλα κουτσομπολιού χρησιμοποιούνται από τη βάση δεδομένων Ripples για τη μετάδοση πληροφοριών σχετικά με την κατάσταση και τα χαρακτηριστικά των δακτυλίων της.
- Η Dynamo χρησιμοποιεί το πρωτόκολλο Gossip για την παρακολούθηση των συνδρομών. Σας επιτρέπει να ανακαλύψετε νέους συμμετέχοντες στο πρόγραμμα καθώς και να παρατηρήσετε οποιαδήποτε δυσλειτουργία.
- Αυτά τα πρωτόκολλα χρησιμοποιούνται στο δίκτυο υπηρεσιών Consul τόσο για τον εντοπισμό όσο και για την αναγνώριση νέων μελών βλαβών δικτύου, διαφορετικά πιθανές αποτυχίες.
- Το δίκτυο Consul χρησιμοποιεί αυτά τα πρωτόκολλα για την ασφαλή και γρήγορη μετάδοση πληροφοριών σχετικά με νέες υπηρεσίες και συμβάντα στο δίκτυο.
Επομένως, πρόκειται για όλα μια επισκόπηση ενός πρωτοκόλλου κουτσομπολιού – εργασία με εφαρμογές. Τα πρωτόκολλα κουτσομπολιού είναι αποτελεσματικά, έτσι ώστε η ανίχνευση αποτυχίας του πρωτοκόλλου κουτσομπολιού να είναι δυνατή απλά σε κατανεμημένα και μεγάλα συστήματα με ασύγχρονο τρόπο. Εδώ είναι μια ερώτηση για εσάς, ποια είναι τα Παραδείγματα Πρωτοκόλλου Gossip;
