هنگام صحبت راجع به فناوری بلاک چین، اغلب اصطلاح «شبکه غیرمتمرکز» مطرح می‌شود. اما بسیاری از مردم همچنان در خصوص اینکه شبکه غیرمتمرکز چیست، چه تفاوتی بین شبکه های متمرکز، غیرمتمرکز و توزیع شده وجود دارد و این ساختارهای شبکه چه مزایایی نسبت به ساختار متمرکز دارند، سردرگم هستند.
اما شبکه غیرمتمرکز چیست؟ آیا با شبکه توزیع شده متفاوت است؟ این شبکه‌ها چه مزایایی نسبت به شبکههای متمرکز دارند؟ هر کدام از این ساختارها، مزایا و معایب خاص خود را دارد. در این مقاله به تفاوت‌های اصلی میان شبکههای متمرکز، غیر متمرکز و توزیع شده می‌پردازیم.
شبکه متمرکز (Centralized Network) چیست؟
شبکه های متمرکز حول یک سرور یا نود (گره) اصلی متمرکز، ساخته شده‌اند. این سرور تمام پردازش‌های اصلی داده را مدیریت میکند و اطلاعات کاربر را که سایر کاربران می‌توانند به آنها دسترسی داشته باشند ذخیره میکند. از آنجا، نودهای کاربران می‌توانند به سرور اصلی متصل شوند و به جای پردازش مستقیم، درخواست‌های داده‌ای را ارسال کنند.
اکثر سرویس‌های وب، از جمله یوتیوب، فروشگاه‌های اینترنتی تلفن همراه، یا حساب بانکی آنلاین شما، توسط مالک یک شبکه متمرکز کنترل می‌شوند، به این معنی که نیاز است همه تراکنش‌های داده در این شبکه‌ها از طریق یک مرجع قانونی شخص ثالث تایید شوند.
ساختارهای متمرکز در حال حاضر پرکاربردترین نوع شبکه در وب هستند. این شبکه‌ها برای اتصال همه کاربران و دستگاه‌های ماهواره‌ای دیگر به مالک شبکه مرکزی وابسته هستند، به این معنی که یک نقطه شکست وجود دارد که می‌تواند عمداً توسط عوامل مخرب مورد سوء استفاده قرار گیرد.
مزایای شبکههای متمرکز
- پیاده سازی ساده و سریع: از آنجایی که زنجیره های دستوری به وضوح در شبکههای متمرکز تعریف شده اند، واگذاری مسئولیت در شبکه نسبتاً ساده است و در سطوح مختلف صدور مجوز، به ارتباط متقابل کمتری نیاز است. همچنین اضافه کردن و حذف نودهای مشتری از شبکه با ایجاد یا حذف اتصالات بین گره مشتری و سرور اصلی آسان است. اما این مسئله باعث افزایش قدرت محاسباتی شبکه نمی‌شود.
- تعمیر و نگهداری مقرون به صرفه: ساختارهای متمرکز معمولاً مقرون به صرفه ترین گزینه برای سیستم های کوچک هستند و به منابع کمتری برای راه اندازی و نگهداری نیاز دارند. علاوه بر این، هنگامی که مدیر شبکه نیاز به بروز رسانی شبکه دارد، تنها سرور مرکزی را باید آپدیت (بروز رسانی) کند. این امر زمان و هزینه های جاری لازم برای به روز نگه داشتن یک شبکه را کاهش می دهد.
- ثبات و پایداری: با توجه به کل به جزء بودن ماهیت شبکههای متمرکز، استانداردسازی تعاملات میان گره‌های سرور اصلی و گره‌های کاربران آسان‌تر است. این می‌تواند منجر به تجربه ای پایدارتر و کارآمدتر برای کاربر هدف شود. علاوه بر این، از آنجایی که ردیابی و جمع‌آوری داده‌ها در سراسر شبکه نسبتاً آسان است، می‌توان فعالیت‌های اضافی یا انحرافی را مطابق با اولویت‌ها و نیازهای شبکه ریشه‌یابی و حذف کرد.
معایب شبکههای متمرکز
- افزایش ریسک خرابی و از کار افتادگی: از آنجایی که شبکههای متمرکز دارای یک نقطه شکست هستند، اگر مشکلی برای سرور اصلی پیش بیاید، احتمالاً کل شبکه از کار می‌افتد. بنابراین نود های مشتری نمی توانند درخواست های کاربر را به تنهایی ارسال، دریافت یا پردازش کنند. علاوه بر این، برای تعمیر و نگهداری سرور ممکن است لازم باشد که سرور اصلی را خاموش کرد و این امر ممکن است منجر به ایجاد وقفه در خدمات دهی و در نهایت عدم رضایت یا کاهش اعتماد کاربر شود.
- خطرات امنیتی بیشتر: داشتن یک نقطه شکست احتمال نقض امنیت یا اختلالات ناشی از تهدیدات امنیت سایبری مانند حملات دیداس (DDOS) را افزایش می دهد، زیرا تنها یک هدف برای به خطر انداختن وجود دارد. علاوه بر این، از آنجایی که تنها یک شبکه مرکزی برای داده های کاربر وجود دارد، شبکه های متمرکز ذاتا دارای خطراتی در حوزه حریم خصوصی خواهند بود. اگر سرور اصلی خراب یا آفلاین شود، ممکن است داده های آن برای همیشه از بین برود.
- توسعه محدود: توسعه و ارتقا شبکههای متمرکز ممکن است پس از حدی معین دشوار گردد، زیرا تنها راه برای انجام این کار، افزایش فضای ذخیره سازی، پهنای باند یا قدرت پردازش سرور مرکزی است. علاوه بر این، اگر شبکه با افزایش ترافیک بیش از حد مواجه شود، ممکن است قفل شدگی داده‌ای رخ دهد و کاربرانی که از سرور مرکزی حذف می‌شوند، تاخیر بیشتری را تجربه می کنند.
شبکه غیرمتمرکز (Decentralized Network) چیست؟
در مقابل، یک شبکه غیرمتمرکز به جای تکیه بر یک سرور واحد، بارهای پردازش اطلاعاتی را میان چندین دستگاه پخش می کند. هر یک از این دستگاه های جداگانه به عنوان یک واحد مرکزی کوچک عمل می کند. همچنین به طور مستقل با نودهای دیگر در ارتباط است. در نتیجه، حتی اگر یکی از نودهای اصلی از کار بیفتد یا در معرض خطر قرار گیرد، سرورهای دیگر می توانند به ارائه خدمات خود ادامه دهند. بطور کلی شبکه با اختلالی حداقل یا حتی هیچ اختلالی به کار خود ادامه خواهد داد.
شبکههای غیرمتمرکز با پیشرفت‌های تکنولوژیکی اخیر امکان‌پذیر شده‌اند. چراکه رایانه‌ها و سایر دستگاه‌های امروزی دارای قدرت پردازشی بسیاری هستند. می‌توان آنها را به یکدیگر متصل کرد و برای پردازش جمعی از آنها بهره برد. با این وجود، در حالی که شبکه های غیرمتمرکز به طور اساسی با شبکه های متمرکز متفاوت هستند، توجه به این نکته مهم است که شبکه های غیرمتمرکز، ذخیره سازی و پردازش داده ها را به طور یکنواخت در کل شبکه توزیع نمی کنند. بنابراین همچنان به سرورهای اصلی متکی هستند، اما بیش از یک سرور در هر شبکه.
مزایای شبکه غیرمتمرکز
- انعطاف‌پذیری و توسعه پذیری بیشتر: شبکههای غیرمتمرکز وابسته به یک نقطه شکست نیستند. حتی اگر یکی از نودهای اصلی به خطر بیفتد یا خاموش شود، می‌توانند به کار خود ادامه دهند. علاوه بر این، شبکههای غیرمتمرکز قابلیت ارتقای بالایی دارند. زیرا می‌توان برای افزایش قدرت محاسباتی، به سادگی دستگاه‌های بیشتری را به شبکه اضافه کرد. همچنین برای تعمیر‌و‌نگهداری شبکه معمولاً نیازی به خاموشی کل شبکه نیست.
- عملکرد سریعتر: درخواست‌های کاربران معمولاً هنگام استفاده از یک شبکه غیرمتمرکز سریعتر تکمیل می‌شوند. زیرا مدیران شبکه می‌توانند در مناطقی که فعالیت کاربران زیاد است، گره‌های اصلی ایجاد کنند. برخلاف شبکههای متمرکز که در آن باید همه چیز در گستره‌های وسیع به یک سرور واحد متصل شود.
- حریم خصوصی پیشرفته: شبکههای غیرمتمرکز از حریم خصوصی بهتری برای کاربران برخوردارند. زیرا اطلاعات ذخیره شده در شبکه به جای ذخیره در یک سرور، در چندین سرور پخش می‌شود. این امر ردیابی جریان داده در سراسر شبکه را دشوارتر میکند. خطرات داشتن یک هدف واحد که عوامل مخرب می‌توانند به دنبال آن بروند از بین می‌رود.
معایب شبکه غیرمتمرکز
- هزینه های بالای نگهداری: شبکههای غیرمتمرکز نسبت به شبکههای متمرکز دربرابر خطاها مصون‌تر هستند. این باعث می‌شود که نگهداری این شبکه‌ها معمولاً پرهزینه تر و دشوارتر باشد. یک شبکه غیرمتمرکز به چندین دستگاه متکی است. این امر با‌توجه به تعداد سرورها به همان اندازه به متخصصان آی تی (IT) سازمان فشار وارد میکند. در نتیجه، سیستم‌های غیرمتمرکز اغلب برای سازمان‌هایی که به یک سیستم کوچک نیاز دارند، مناسب نیستند، زیرا نسبت هزینه به فایده در چنین شرایطی قابل توجیه نیست.
- مشکلات هماهنگی: نودهای اصلی در یک شبکه غیرمتمرکز به طور مستقل عمل می کنند. ممکن است با یکدیگر در ارتباط نباشند. شرکت های بزرگتر ممکن است با مشکلات هماهنگی مواجه شوند و برای انجام کارها و دستیابی به اهداف جمعی خود به مشکل بر‌بخورند. درست است که این ویژگی از قصد در شبکه های غیرمتمرکز پیاده سازی شده است. اما همچنین به این معنی میباشد که همه انواع کسب و کارها و ساختارهای سازمانی لزوما از استفاده از یک شبکه غیرمتمرکز سود نخواهند برد.
بیشتر بخوانید: دارک وب (Dark Web) چیست ؟ آیا میدانید در این بازار سیاه سایبری چه گذشت؟
شبکه توزیع‌شده (Distributed Network) چیست؟
یک شبکه توزیع‌شده شبیه یک شبکه غیرمتمرکز است، از این لحاظ که بجای استفاده از یک سرور اصلی متمرکز، از چندین سرور بهره میبرد. اما شبکههای توزیع شده از نود های برابر و به هم پیوسته تشکیل شده اند. به این معنی که مالکیت داده‌ها و منابع محاسباتی به طور مساوی در سراسر شبکه تقسیم می‌شوند. اصطلاح “شبکه توزیع شده” گاهی اوقات برای توصیف شبکه‌ای استفاده می‌شود که صرفا از نظر جغرافیایی توزیع شده است. اما ممکن است از یک مدل سلسله مراتبی کل به جزء پیروی کند. اما در بیشتر موارد، این اصطلاح به شبکه‌ای اطلاق می شود که مکان نودها و منابع محاسباتی به طور مساوی توزیع شده‌اند.
از آنجایی که شبکههای توزیع‌شده دارای یک سرور مرکزی یا مجموعه‌ای از گره‌های اصلی نیستند، بار پردازش داده‌ها در سراسر شبکه تقسیم می‌شود. به همه کاربران دسترسی برابر به اطلاعات داده می‌شود. بنابراین فرآیند تصمیم‌گیری در یک شبکه توزیع شده معمولاً شامل رأی گیری از تک تک گره‌ها برای ایجاد یک تغییر میباشد. همچنین رفتار نهایی سیستم مطابق با نتایج کلی تصمیم‌هایی که هر گره جداگانه به آن رأی می‌دهد تغییر میکند.
فرآیندهای خاصی که آن شبکه توزیع شده به آن رأی می‌دهد، مشروط به مکانیسم اجماع شبکه است. همه انواع تصمیم گیری در شبکههای توزیع شده، شامل تعامل اجزای منفرد شبکه با یکدیگر به منظور دستیابی به یک هدف مشترک است.
به دلیل ماهیت پراکنده جغرافیایی خود، شبکه های توزیع شده بسیار مقاوم دربرابر خطا هستند و از ایمن بالایی برخوردارند. مزایا و معایب آنها دقیقاً انعکاسی از مزایا و معایب شبکههای غیرمتمرکز است، اما در مقیاسی بزرگتر.
مزایای شبکه توزیع‌شده
- تحمل بالای خطا: در شبکههای توزیع شده، یک نود می تواند به طور مستقل بدون تأثیر روی باقی سیستم از کار بیفتد. زیرا حجم کار محاسباتی آن به سادگی میان نودهای دیگر تقسیم می‌شود. در نتیجه، سیستم های داده توزیع شده به طور قابل توجهی بهتر از سایر انواع شبکه هایی هستند که به نوعی از سلسله مراتب کل به جزء استفاده میکنند.
- سرعت و توسعه پذیری: شبکه های توزیع شده نسبت به شبکه های متمرکز و غیرمتمرکز توسعه پذیرتر هستند. آنها معمولاً به دلیل توزیع یکنواخت قدرت پردازش و داده ها، تأخیر کمتری نیز دارند.
- شفافیت بیشتر: داده ها در یک شبکه توزیع شده به طور مساوی در کل شبکه به اشتراک گذاشته می شوند. بنابراین اصلاح، سانسور یا از بین بردن اطلاعات در شبکه بسیار دشوارتر است. در نتیجه، شبکه های توزیع شده ذاتاً از شفافیت بیشتری نسبت به سایر سیستم ها برخوردارند. به ویژه با توجه به این نکته که آنها اغلب از رمزنگاری برای ایمن سازی داده های خود استفاده می کنند.
معایب شبکه توزیع‌شده
- هزینه های بالای نگهداری: درست همانند شبکه های غیرمتمرکز، شبکه های توزیع شده به منابع بیشتری برای نگهداری یا پیکربندی مجدد نیاز دارند. زیرا هر تغییر اساسی مستلزم به روز رسانی هر نود بصورت جداگانه است. از آنجایی که گره‌های توزیع شده تاخیرهای متفاوتی دارند و از یک ساعت مشترک پیروی نمی کنند، مدیران شبکه نمی توانند به طور موقت دستورات یا گزارش هایی را سفارش دهند. در نتیجه، طراحی و اشکال زدایی الگوریتم ها در یک شبکه توزیع شده می تواند دشوار باشد.
- مشکلات هماهنگی: در غیاب سلسله مراتب نود، هیچ گره اصلی وجود ندارد که بر رفتار گره های تابع نظارت داشته باشد. در نتیجه هیچ راهی برای نظارت گره های جداگانه در سیستم وجود ندارد. بنابراین تصمیم گیری به موقع یا دستیابی به اهداف بزرگ می تواند دشوار باشد. این زنجیره نظارتی غیرمتمرکز می‌تواند برای کسب‌وکارها و سازمان‌ها مسئله‌ای غیرقابل حل باشد. علاوه بر این، از آنجایی که برای هر نود منفرد دشوار است که یک دید کلی از تمام شبکه به دست آورد، هر گره به آسانی نمیتواند بر اساس وضعیت سایر گره‌ها در سیستم تصمیمات آگاهانه بگیرند.
شبکههای بلاک چین: پیکربندی مجدد
هنگام صحبت راجع به مزایای نسبی ساختارهای مختلف شبکه، مهم است که به خاطر داشته باشید که در تمامی محیط‌ها، هیچ پیکربندی از دیگری برتر نیست.
با این وجود، اینترنت مدرن تا حد زیادی بر روی شبکههای متمرکز ساخته شده است، بنابراین اکثر سیستم‌های قدیمی شامل نوعی پیکربندی متمرکز هستند. در دنیای امروز، نوآوری‌های بسیاری در حال وقوع است، آن هم با پذیرش گسترده‌تر ساختارهای شبکه غیرمتمرکز و توزیع شده، که از بسیاری جهات برای رفع محدودیت‌های ساختارهای قدیمی طراحی شده‌اند! به عنوان مثال، سیستم‌های غیرمتمرکز و توزیع‌شده این پتانسیل را دارند که ایده‌های فرضی گذشته مانند سیستم‌های مالی متمرکز، غیرمتمرکز و خلق هویت‌های مستقل را به واقعیت تبدیل کنند.
همان طور که طیف پیکربندی شبکه‌ها در حال گسترش است، سازمان‌ها بیشتر قادر خواهند بود که به جای طراحی پیرامون مجموعه محدودی از مدل‌های شبکه، ساختاری را انتخاب کنند که به بهترین وجه با نیازهای آنها مطابقت دارد. در نتیجه، همانطور که ساختارهای متنوع جایگزین رواج پیدا می کنند، دنیای دیجیتال ممکن است کاملا به دنیایی غیرمتمرکزتر و توزیع شده‌تر تبدیل شود.
