https://yue-jenny.github.io/tags/peer-to-peer-networks/ Recent content in Peer-To-Peer Networks on Jenny blog Hugo -- gohugo.io en-us Fri, 10 Feb 2023 09:58:46 +0800 https://yue-jenny.github.io/2023/02/%E7%B3%BB%E7%B5%B1%E8%A8%AD%E8%A8%88%E5%9F%BA%E7%A4%8E%E7%AD%86%E8%A8%98%E4%B9%9D-peer-to-peer-networks/ Fri, 10 Feb 2023 09:58:46 +0800 https://yue-jenny.github.io/2023/02/%E7%B3%BB%E7%B5%B1%E8%A8%AD%E8%A8%88%E5%9F%BA%E7%A4%8E%E7%AD%86%E8%A8%98%E4%B9%9D-peer-to-peer-networks/ <h2 id="peer-to-peer-networks">Peer-To-Peer Networks</h2> <h3 id="p2p-network">P2P network</h3> <h4 id="介紹">介紹</h4> <p><img src="https://yue-jenny.github.io/2023/02/%E7%B3%BB%E7%B5%B1%E8%A8%AD%E8%A8%88%E5%9F%BA%E7%A4%8E%E7%AD%86%E8%A8%98%E4%B9%9D-peer-to-peer-networks/p2p.png" width="200" height="207" srcset="https://yue-jenny.github.io/2023/02/%E7%B3%BB%E7%B5%B1%E8%A8%AD%E8%A8%88%E5%9F%BA%E7%A4%8E%E7%AD%86%E8%A8%98%E4%B9%9D-peer-to-peer-networks/p2p_hu64920a50441050d30b3b9472de4aa1e5_12577_480x0_resize_box_3.png 480w, https://yue-jenny.github.io/2023/02/%E7%B3%BB%E7%B5%B1%E8%A8%AD%E8%A8%88%E5%9F%BA%E7%A4%8E%E7%AD%86%E8%A8%98%E4%B9%9D-peer-to-peer-networks/p2p_hu64920a50441050d30b3b9472de4aa1e5_12577_1024x0_resize_box_3.png 1024w" loading="lazy" alt="P2P network" class="gallery-image" data-flex-grow="96" data-flex-basis="231px" ></p> <ul> <li>對等式網路，又稱對等技術，依靠使用者群（peers）交換資訊的網際網路體系</li> <li>目標就是讓所有的客戶端都能提供資源，包括頻寬，儲存空間和計算能力。因此，當有節點加入且對系統請求增多，整個系統的容量也增大。這是具有一組固定伺服器的Client-Server結構不能實現的，因為在上述這種結構中，客戶端的增加意味著所有使用者<strong>更慢</strong>的資料傳輸。</li> <li>根據中央化程度，可以區分為<strong>一般型P2P、特殊型P2P與混合型P2P</strong>，使用一般型P2P技術的網路系統有<strong>比特幣、Gnutella或自由網</strong>等。</li> </ul> <h4 id="好處">好處</h4> <ul> <li>不會因為單點故障就導致整體服務無法運作</li> <li>不會讓單點遇到效能瓶頸</li> </ul> <h3 id="gossip-protocol">Gossip Protocol</h3> <h4 id="簡介">簡介</h4> <ul> <li>又稱作 epidemic protocol，是 P2P network 的核心技術</li> <li>Gossip protocol 的實際應用如 Cassandra / Redis Cluster / Consul 等集群架構 <ul> <li>consul 用於管理 membership 與傳播消息，有興趣可點<a class="link" href="https://developer.hashicorp.com/consul/docs/architecture/gossip" target="_blank" rel="noopener" >這邊</a></li> </ul> </li> <li><strong>廣度優先遍歷(Breadth-First Search, BFS)</strong> <ul> <li>假設 A 得到某些資訊，更新了自身的資訊，A 需要將資訊告訴 B、C 等，然後 B、C 告訴其他的 D、E、F、G，一直遍歷。如果節點 B 收到 A 的消息，發現自己早就知道這個消息就直接忽略，從而可以防止圖重複遍歷。</li> </ul> </li> </ul> <h4 id="執行過程">執行過程</h4> <ul> <li>Gossip 過程是<strong>異步</strong>的，也就是說發消息的節點不會關注對方是否收到，即<strong>不等待響應</strong>；不管對方有沒有收到，它都會每隔1 秒向周圍節點發消息</li> </ul> <p><img src="https://yue-jenny.github.io/2023/02/%E7%B3%BB%E7%B5%B1%E8%A8%AD%E8%A8%88%E5%9F%BA%E7%A4%8E%E7%AD%86%E8%A8%98%E4%B9%9D-peer-to-peer-networks/gossip.png" width="631" height="518" srcset="https://yue-jenny.github.io/2023/02/%E7%B3%BB%E7%B5%B1%E8%A8%AD%E8%A8%88%E5%9F%BA%E7%A4%8E%E7%AD%86%E8%A8%98%E4%B9%9D-peer-to-peer-networks/gossip_hu7b8d06cb578bd73d02d564beeee187d5_97088_480x0_resize_box_3.png 480w, https://yue-jenny.github.io/2023/02/%E7%B3%BB%E7%B5%B1%E8%A8%AD%E8%A8%88%E5%9F%BA%E7%A4%8E%E7%AD%86%E8%A8%98%E4%B9%9D-peer-to-peer-networks/gossip_hu7b8d06cb578bd73d02d564beeee187d5_97088_1024x0_resize_box_3.png 1024w" loading="lazy" alt="source:https://zhuanlan.zhihu.com/p/41228196" class="gallery-image" data-flex-grow="121" data-flex-basis="292px" ></p> <h4 id="通信模式"><strong>通信模式</strong></h4> <ul> <li>Push: <ul> <li>節點 A 將數據 (key,value,version) 及對應的版本號推送給節點 B，節點 B 更新 A 中比自己新的數據</li> </ul> </li> <li>Pull: <ul> <li>A 僅將數據 key, version 推送給 B，B 將本地比 A 新的數據（Key, value, version）推送給 A，A 更新本地</li> <li>對 A 來說是 pull</li> </ul> </li> <li>Push/Pull: <ul> <li>與 Pull 類似，步驟上多一步，A 再將本地比 B 新的數據推送給 B，B 則更新本地</li> <li>收斂速度<strong>最快</strong>，收斂速度是指所有節點的資訊達到一致的速度</li> </ul> </li> </ul> <h4 id="優點">優點</h4> <ul> <li>擴展性 (scalability) <ul> <li>允許任意節點的增加和減少</li> </ul> </li> <li>容錯 (Fault tolerance) <ul> <li>任何節點的故障和重啟都不會影響 Gossip 消息的傳播</li> </ul> </li> <li>去中心化 (decentralization) <ul> <li>所有節點都可以是對等的，任何一個節點無需知道整個狀況，只要網路相通，任意一個節點就可以把消息散播到全網</li> </ul> </li> <li>一致性收斂 <ul> <li>消息會以一傳十、十傳百一樣的指數級速度在網路中快速傳播，因此系統狀態的不一致可以在很快的時間內收斂到一致</li> </ul> </li> <li>簡易實現</li> </ul> <h4 id="缺點">缺點</h4> <ul> <li>latency <ul> <li>節點只會隨機向<strong>少數幾個節點</strong>發送消息，消息最終是通過多個輪次的散播而到達全網</li> </ul> </li> <li>消息冗餘 <ul> <li>節點會<strong>定期隨機</strong>選擇周圍節點發送消息，而收到消息的節點也會重複該步驟，因此就<strong>不可避免的存在消息重複發送給同一節點的情況</strong>，造成了消息的冗餘，同時也<strong>增加了收到消息的節點的處理壓力</strong>。</li> <li>由於是定期發送，即使收到了消息的節點還會反複收到重複消息，加重了消息的冗餘。</li> </ul> </li> </ul> <h2 id="參考資料-">參考資料 👐</h2> <ul> <li><a class="link" href="https://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E5%B0%8D%E7%AD%89%E7%B6%B2%E8%B7%AF" target="_blank" rel="noopener" >對等網路 - 维基百科，自由的百科全书</a></li> <li><a class="link" href="https://ithelp.ithome.com.tw/articles/10216158" target="_blank" rel="noopener" >Day20|P2P網路(1)：P2P網路基礎知識 - iT 邦幫忙::一起幫忙解決難題，拯救 IT 人的一天</a></li> <li><a class="link" href="https://yuanchieh.page/posts/2020/2020-10-26-gossip-protocol-%E4%BB%8B%E7%B4%B9%E4%B8%8A/" target="_blank" rel="noopener" >Gossip Protocol 介紹 (上) - 從 Cassandra 內部實作認識 Gossip Protocol 的使用</a></li> <li><a class="link" href="https://zhuanlan.zhihu.com/p/41228196" target="_blank" rel="noopener" >P2P 网络核心技术：Gossip 协议</a></li> </ul> <p><strong>🍀 若喜歡我的分享，可以幫我拍拍手👏，是對我最大的鼓勵</strong></p>