شبکه های توزیع شده

کاربران سیستم های رایانه ای هر از گاهی نیازهایی پیدا می کنند که تأمین آنها سخت و یا زمان بر است به عنوان مثال می توان به درخواست نرم افزارهایی برای موارد خاص اشاره کرد و یا جست وجو و به دست آوردن مقالات علمی ای که در کتابخانه ها موجود نیست و غیره. اما در مقابل ممکن است در گوشه ای از جهان شخصی وجود داشته باشد که تمامی این اطلاعات را در اختیار داشته باشد و به علاوه حاضر باشد که اطلاعات را بدون هیچ گونه چشم داشت مالی در اختیار شما قرار دهد، حال چگونه می توان از او کمک گرفت
تکنولوژی P۲P این امکان را به شما می دهد که در صورت توافق طرفین بتوانید از این امکانات استفاده کنید، برخی از ارائه کنندگان خدمات P۲P به دنبال منافع تجاری خود هستند اما برخی دیگر به صورت رایگان حاضر به ارائه این سرویس می باشند. در حقیقت (peer to peer) P۲P یک شبکه رایانه ای است که به جای اتکا بر یک یا چند server اتکایش بر قدرت محاسباتی و پهنای باند رایانه های اعضای خود است و لذا تمامی رایانه های موجود در این شبکه توانایی و مسئولیت یکسانی دارند.
برخلاف مدل رایج server‎/client اطلاعات وب سایت روی یک رایانه server قرار دارد و سایر client ها از سراسر جهان به آن به صورت محدود دسترسی دارند، ساختار P۲P ساده تر بوده ولی در ترافیک بالای اطلاعاتی توانایی کمتری دارد. این شبکه ها برای به اشتراک گذاری فایل ها مورد استفاده واقع می شود اما یک شبکه P۲P می تواند به معنای محاسبات شبکه ای (grid computing) و یا سرویس ارسال پیام فوری (instant messaging) نیز مورد استفاده واقع شود.
● تاریخچه
از زمان پیدایش P۲P عمر زیادی نمی گذرد. این سیستم در سال ۲۰۰۱ و با معرفی سیستم Napster که امکان به اشتراک گذاری فایل های صوتی را در سطح اینترنت فراهم می کرد مطرح شد. استفاده از P۲P در سایر زمینه ها مانند همکاری و ارتباط برای انجام محاسبات توزیع شده نیز نفوذ کرد و گروه های مختلفی از این سیستم بهره مند شدند و لذا با توجه به کاربرد گسترده آن تعاریف مختلفی نیز برای آن مطرح می شود، مثلاً این که آن را سیستمی برای به اشتراک گذاری منابع و سرویس های رایانه ای با امکان انجام تبادل مستقیم بین سیستم ها و در محیطی که اتصالات پایدار و آدرس های IP قابل پیش بینی وجود ندارد و سیستم نمی تواند تنها به یک سرور متمرکز باشد تعریف می کند.
● حوالی اینترنت
این تکنولوژی برای تشریح ارتباطات دونقطه مورد استفاده واقع می شود به عنوان مثال در مکالمات تلفنی نقطه به نقطه از این تکنولوژی بهره گرفته می شود. در اصل می توان اینترنت را به عنوان سیستم ارتباطی نقطه به نقطه تشریح کرد. میزبانان اولیه یک شرکت که چند دانشگاه امریکایی مانند Latin American و Santa Barbara و Utah بودند. بیشتر به صورت سایت های مستقل با وضعیت یکسان رفتار می کردند و آرپانت باعث ارتباط آنها شده بود. در اواخر دهه ۱۹۶۰ اینترنت به مدلی از یک اتصال با ماشین هایی فرضی و همیشه فعال و دارای IP دائمی تبدیل شده بود و هرگونه تغییر آدرس IP امری غیرعادی و نادر فرض می شد اما پس از انتشار مرورگر Mosaic و رواج یافتن اتصال به اینترنت با مودم های dialup و عدم داشتن IPهای استاتیک توسط سیستم کاربران، امکان بهره گیری از IPهای داینامیک فراهم شد و به مرور زمان سخت افزار و نرم افزار توسعه یافت و منابع استفاده نشده به کار گرفته شد و تعریفی نیز که از شبکه های P۲P در گذشته وجود داشت جای خود را به تعریف زیر داد: P۲P طبقه ای از درخواست هاست که بهره وری منابع را برای ذخیره سازی، ظرفیت و حضور بشر در حوالی دنیای اینترنت مقدور می سازد.
● نپستر
نپستر را می توان اولین شبکه P۲P دانست که راه را برای شبکه های P۲P غیرمتمرکز مانند کازا، لایم وایر و.‎/‎/ باز کرد در ابتدا این شرکت با مشکلات زیادی روبه رو شد که اکثر این مشکلات نیز به وجود قوانین کپی رایت در کشور امریکا بازمی گشت. این سایت به کاربران اجازه می داد که ثبت نام کرده و سپس آنها می توانستند مجموعه فایل های موسیقی موردنظر خود را که روی هارددیسک رایانه خود داشتند در اختیار دیگران بگذارند و همچنین از فایل سایر کاربران نیز استفاده کنند و به علاوه امکان جست وجو در میان فایل های سایر کاربران را داشته باشند و پس از یافتن آن در هر جای دنیا اقدام به دانلود آن کنند. اما این سایت به حکم دادگاه تعطیل شد.
● نرم افزارهای P۲P
▪ Kazza
این نرم افزار در حال حاضر متداول ترین نرم افزار P۲P در بین کاربران است که نسخه نهایی آن Kazza Gold است.
▪ Lime Wire
این نرم افزار در زمره جذاب ترین و راحت ترین نرم افزار P۲P است اما دریافت و نصب آن به راحتی Kazza نیست.
▪ Morpheus
تمرکز اصلی Morpheus روی کاربران امریکایی است و لذا امکان سرویس دهی در سایر کشورها را به صورت بسیار محدود دارد.
▪ WinMX
این نرم افزار دارای حجم پائین و امکان نصب سریع است اما نسخه های جدید این نرم افزار بسیار دیر وارد بازار می شود به گونه ای که طی دو سال اخیر هیچ نسخه جدیدی از این نرم افزار وارد بازار نشده است.
▪ Free Wire
این نورسیده که جزو تازه واردان به نرم افزارهای P۲P است از خوش آتیه ترین آنها به حساب می آید.
● الگوریتم های به اشتراک گذاری
۱) مدل درخواست های مکرر
(flooded requests model)
۲) مدل دایرکتوری متمرکز
(centralized directory model)
۳) مدل مسیریابی سند
(document routing model)
▪ مدل دایرکتوری متمرکز
این مدل توسط شرکت نپستر رواج یافت بدین ترتیب که گره های یک اجتماع به یک دایرکتوری متمرکز متصل شده و اطلاعات خود را از طریق این دایرکتوری منتشر می کند. براساس درخواستی که از یک گره دریافت می شود فهرست مرکزی درخواست را بهترین گره موجود دردایرکتوری مطابقت خواهد داد. بهترین گره، گره ای است که بسته به نیاز کاربر، ارزان ترین، سریع ترین و در دسترس ترین گره باشد، پس از شناسایی گره موردنظر تبادل فایل به صورت مستقیم بین دو گروه مذکور انجام خواهد شد. در این مدل نیاز به یک سرور مرکزی برای تبادل اطلاعات وجود دارد. همین امر سبب خواهد شد که مقیاس پذیری این مدل کاهش یابد زیرا نیاز به حضور سرورهای قدرتمندی در این ساختار احساس می شود.
▪ مدل درخواست های مکرر
در این مدل هیچ منبع مشترکی بین داده ها وجود ندارد و هر درخواست از سوی هر گرهی (node) به تمام گره های متصل به این گره فرستاده می شود و آنها نیز همین درخواست را برای گره های دیگر موجود شبکه ارسال می کنند. این حلقه تا زمانی که جواب موردنظر دریافت شود ادامه دارد. در این مدل به پهنای باند زیادی نیاز است و تنها آن را می توان در یک سطح شبکه محلی نشان داد که به صورت کارآیی می تواند فعالیت کند.
▪ مدل مسیریابی سند
این مدل در FreeNet مورد استفاده واقع می شود و به هر گره یک ID به صورت تصادفی تخصیص داده می شود هر گره که بخواهد یک Data را به اشتراک بگذارد براساس محتویات آن و نام آن یک ID به آن تخصیص می دهد و سپس این سند را به گره ای که ID آن به ID این سند نزدیک تر است می فرستد و این کار را آنقدر ادامه می دهد که نزدیک ترین ID به سند خود گره باشد و سپس هر درخواست برای یک سند نیز با استفاده از همین نزدیکی ID سند به ID گره به دست می آید.
● اهداف P۲P
۱) تقسیم و کاهش هزینه ها: با کمک معماری P۲P می توان هزینه هایی را که صرف خرید و راه اندازی سرور و یا فضای موردنیاز می شود بین Peerها تقسیم کرد.
۲) افزایش مقیاس پذیری و قابلیت اعتماد: دلیل عدم وجود یک منبع می توان گستره توزیع P۲P را افزایش داده و نوآوری هایی در این زمینه به وجود آورد.
۳) گمنامی: در معماری P۲P چون پردازش ها به صورت محلی انجام می شود، کاربران می توانند از دادن اطلاعاتی در مورد خودشان به دیگران اجتناب کرده و همواره به صورت گمنام در شبکه باقی بمانند.
۴) خودمختاری: به دلیل عدم اتکا به یک سرور متمرکز، کاربران این شبکه ها خودمختار می باشند.
۵) پویایی: این سیستم ها از پویایی بسیار بالایی برخوردار است به گونه ای که منابع محاسباتی می توانند به صورت آزادانه به این سیستم وارد شوند.

وحید نقشینه

منبع : روزنامه ایران