Transmiterea datelor printr-o rețea mare (blockchain) este o sarcină dificilă. Transmiterea de date similare către nenumărate noduri în rețeaua mare utilizează o cantitate mare de putere de procesare; este nevoie de mult timp pentru a-l realiza și limitează frecvent valoarea datelor atunci când atinge ultima destinație. Așadar, protocoalele de bârfă depășesc această problemă, permițând furnizarea de date de la un nod la altul, similar cu doi oameni care bârfesc o informație la fiecare ceașcă de ceai. Acest articol discută o prezentare generală a unui protocol de comunicare ca protocol de bârfă – lucrul cu aplicații.
Ce este protocolul de bârfă?
Un protocol de comunicare precum protocolul Gossip permite pur și simplu partajarea stării în cadrul sistemelor distribuite. Sistemele moderne utilizează acest protocol peer-to-peer pentru a distribui informații tuturor membrilor dintr-un cluster sau rețea. Acest tip de protocol este utilizat într-un sistem descentralizat care nu include niciun nod central pentru a ține evidența tuturor nodurilor și pentru a ști dacă un nod este defect sau nu.
Gossip Protocol funcționează pe un principiu similar al modului în care datele sunt transmise pe rețelele sociale. În prezent, cele mai multe sisteme moderne utilizează frecvent aceste protocoale pentru a rezolva probleme care ar putea fi greu de rezolvat în alte moduri, fie din cauza unei probleme din cadrul structurii, care este foarte mare, fie pentru că soluțiile de bârfă sunt cele mai eficiente disponibile.
Arhitectura protocolului de bârfă
The Implementarea protocolului de bârfă se poate face în baza de date Apache Cassandra. Aici, vom discuta despre acest protocol, cum Cassandra atinge coordonarea între noduri și cum aceste noduri vor rămâne sincronizate. În baza de date Cassandra, toate nodurile sunt similare și au arhitectură peer-to-peer și nu există un concept de nod master-la-slave.
Gossip este sistemul de mesaje pe care nodul Cassandra și nodurile virtuale l-au folosit pentru a face datele lor fiabile între ele. Deci, este folosit pentru a implementa factorul de replicare într-un cluster. Astfel, să ne imaginăm clusterul Cassandra ca un sistem inel, oriunde fiecare nod include o anumită diviziune a fiecărui tabel din baza de date și pot comunica numai cu noduri învecinate.
Să vedem cum Cassandra atinge coordonarea între noduri. Deci, să luăm un exemplu care include 6 noduri într-un cluster de la 1 la 6. În clusterul de mai sus, putem observa că nodul 3 este în jos. Așadar, odată ce un nod scade, atunci nu mai trimite mesaje periodice și toți ceilalți află instantaneu.
În protocolul de bârfă, nodurile de rețea schimbă periodic informații despre ei înșiși și despre noduri suplimentare despre care știu. Acest protocol rulează pentru fiecare secundă pentru a schimba mesaje de stare cu până la 3 alte noduri din cluster.
Protocoalele de bârfă sunt extrem de utile în Cassandra, deoarece nodurile fac schimb de date despre ei înșiși și despre nodurile rămase despre care au zvonit. Ca rezultat, toate nodurile din cluster învață rapid despre nodurile rămase.
Cum funcționează protocolul de bârfă?
În general, protocolul permite fiecărui nod să urmărească informațiile de stare în mod continuu pe celelalte noduri din cluster, cum ar fi nodurile care sunt accesibile și pentru ce intervale de chei sunt responsabile, etc. Nodurile din cluster transmit informații de stare pentru a aștepta în sincronizare. Protocolul Gossip este un mecanism de comunicare peer-to-peer în care nodurile schimbă periodic informații despre ei înșiși și despre alte noduri despre care știu.
Fiecare nod începe o rundă de bârfă pentru fiecare secundă pentru a schimba informațiile despre stare despre sine și despre alte noduri cu un alt nod accidental. Astfel încât orice apariție nouă să se propagă în cele din urmă în sistem și toate nodurile învață rapid despre toate celelalte noduri dintr-un cluster.
Tipuri de protocol de bârfă
Protocoalele de bârfă sunt disponibile în trei tipuri de diseminare, anti-entropie și protocoale care calculează agregate, care sunt discutate mai jos.
Protocoale de difuzare
Protocoalele de difuzare sunt numite și protocoale de difuzare a zvonurilor, deoarece folosesc bârfa pentru a răspândi informații prin rețea. Acestea sunt cele mai aspre tip de protocoale de bârfă care sunt folosite pentru blockchain-uri. Când aceste protocoale sunt adecvate pentru obținerea de date către mai multe noduri într-un interval de timp scurt, atunci datele pot fi corupte și modificate cu ușurință pe parcurs.
Protocoale anti-entropie
Aceste tipuri de protocoale de bârfă sunt folosite în principal pentru a repara datele duplicate prin evaluarea acestora, precum și pentru modificarea comparațiilor. Scopul principal al acestor protocoale este de a reduce modificările aduse datelor atunci când acestea se deplasează între noduri, evaluându-le și schimbând datele pentru a vă asigura că sunt corecte.
Protocoale care calculează agregate
Aceste protocoale sunt cunoscute și ca protocoale de agregare care funcționează sau calculează un agregat al rețelei prin eșantionarea datelor la noduri și unesc valorile pentru a obține o valoare la nivelul întregului sistem. Aceste tipuri de protocoale sunt legate de protocoale anti-entropie, deși sunt construite în jurul gândului de a transmite fiecărui nod un element separat al datelor transmise, după care datele sunt partajate între noduri pentru a face o imagine completă.
Algoritmul protocolului de bârfă
Algoritmii de bârfă sunt protocoale asincrone de schimb de date care se bazează pe bârfe, altfel stilul zvonului nu este de încredere. Datorită simplității lor uriașe și aplicabilității largi, acest algoritm a apărut ca o soluție arhitecturală canonică, în special pentru rețelele de generație viitoare.
Într-un algoritm de protocol de bârfă, fiecare nod din rețea schimbă periodic informații cu un subset de noduri. De obicei, acest subset este setul vecinilor fiecărui nod. Fiecare nod are doar o vizualizare a rețelei locale. Fiecare nod primește niște date universale dorite pe parcursul unui anumit nr. de actualizări periodice ale nodurilor.
Avantaje și dezavantaje
The avantajele protocolului de bârfă includ următoarele.
- Aceste protocoale sunt extrem de scalabile.
- Toate nodurile din acest protocol funcționează la fel și nu au o funcție diferită sau specială unul de celălalt. Odată ce defecțiunea are loc în cadrul unui singur sau mai multor noduri, atunci aceasta nu va întrerupe și nici nu va afecta celelalte noduri din rețea pentru distribuirea datelor. În mod similar, nodurile pot trece prin sau se pot îndepărta de rețea între perechi fără limite și fără a-i afecta funcția.
- Aceste protocoale distribuie datele într-un mod total autonom și descentralizat.
- Aceste tipuri de protocoale au capacitatea de a funcționa corect, deoarece nodurile au capacitatea de a partaja și distribui date cu multe noduri din rețeaua de egalitate,
The dezavantajele protocolului de bârfă includ următoarele.
- Aceste protocoale oferă putere sistemului, permițând nodurilor din rețea să funcționeze continuu, fără a întrerupe apariția defecțiunilor.
- Redundanța ridicată poate duce la o cerință maximă de lățime de bandă, astfel încât poate provoca bruiaj în rețea.
Aplicații
The aplicații ale protocolului de bârfă includ următoarele.
- Protocolul de bârfă este folosit în principal pentru a rezolva problemele apărute prin multicasting.
- Este un fel de comunicare oriunde o parte din bârfe sau informații în această stare este transmisă de la un nod sau mai multe noduri la un set de alte noduri din cadrul unei rețele.
- Aceste protocoale sunt utilizate de diverse rețele de distribuție pentru distribuirea rapidă și fiabilă a datelor.
- Acestea sunt folosite de bitcoin pentru a răspândi valori inconstante în nodurile sale miniere.
- Acestea sunt utilizate în principal pentru a crea un canal de comunicare prin care toate nodurile rețelei pot obține informații și pot descoperi perechi care ajută la distribuirea metadatelor.
- Protocoalele de bârfă sunt folosite de baza de date Ripples pentru a transmite informații despre starea și caracteristicile inelelor sale.
- Dynamo folosește protocolul Gossip pentru a urmări membrii. Vă permite să descoperiți noi participanți la program, precum și să observați orice defecțiune.
- Aceste protocoale sunt utilizate în rețeaua de servicii Consul atât pentru detectarea, cât și pentru identificarea noilor membri ai rețelei defecțiuni, altfel potențiale defecțiuni.
- Rețeaua Consul utilizează aceste protocoale pentru a transmite în siguranță și rapid informații despre noile servicii și evenimente din rețea.
Astfel, despre asta este vorba o privire de ansamblu asupra unui protocol de bârfă – lucrul cu aplicații. Protocoalele de bârfă sunt eficiente, astfel încât detectarea eșecului protocolului de bârfă este posibilă pur și simplu în sistemele distribuite și mari într-un mod asincron. Iată o întrebare pentru tine, care sunt exemplele de protocol de bârfă?
