شبکه نظیر به نظیر چیست؟

شبکه Peer to Peer چیست؟

Peer-to-peer یا همان P2P در شکل مختصر آن ، به شبکه های رایانه ای با استفاده از معماری توزیع شده اشاره دارد . در شبکه های P2P به کلیه رایانه ها و دستگاه هایی که جزئی از آن ها هستند ، به عنوان peers  در نظر گرفته می شود و بار کاری را به اشتراک گذاشته و تبادل می کنند .اجرا و پشتیبانی این سرویس ها نیاز به پشتیبانی شبکه دارد.

هر peers در یک شبکه همتا با سایر peers ها برابر است .

هیچ یک از همتایان ارجحیتی ندارند و هیچ دستگاه سرپرست اولیه در مرکز شبکه وجود ندارد .

این وضعیت را تصور کنید :

مرورگر وب خود را باز کرده و وب سایتی که در آن یک فایل را بارگیری می کنید ، بازدید می کنید .

در این حالت ، وب سایت به عنوان سرور کار می کند و رایانه شما به عنوان مشتری دریافت پرونده عمل می کند .

می توانید آن را با یک جاده یک طرفه مقایسه کنید : پرونده ای که بارگیری می کنید ، اتومبیل است که از نقطه A ( وب سایت ) به نقطه B ( رایانه شما ) می رود .

تاریخچه شبکه های نظیر به نظیر:

در حالی که قبلاً از سیستم های P2P در بسیاری از حوزه ها استفاده شده بود این مفهوم توسط سیستم های اشتراک فایل مانند برنامه اشتراک گذاری موسیقی Napster (که ابتدا در سال 1999 منتشر شد) رایج شد .

جنبش Peer-to-peer ، به میلیون ها کاربر اینترنتی امکان اتصال مستقیم ، تشکیل گروه ها و همکاری برای تبدیل شدن به موتورهای جستجوی کاربر ، ابر رایانه های مجازی و سیستم های پرونده را داد .

مفهوم اصلی محاسبات Peer-to-peer در سیستم های نرم افزاری اولیه و مباحث مربوط به شبکه سازی پیش بینی شده بود .

چشم انداز تیم برنرز لی برای شبکه جهانی وب نزدیک به یک شبکه P2P بود به این معنا که تصور می کرد هر کاربر از وب یک ویرایشگر و کمک کننده فعال خواهد بود .

اینترنت اولیه نسبت به اینترنت کنونی بازتر بود .

دو دستگاه متصل به اینترنت می توانستند بدون اقدامات امنیتی بسته های دیگری را به یکدیگر ارسال کنند .اگر به امنیت و برقراری ان آشنا نیست میتوانید از خدمات شبکه که اکثر شرکت ها ارائه میدهند استفاده کنید.

ARPANET

به عنوان پیشرو در اینترنت ، ARPANET یک شبکه سرور مشتری و موفقی بود که هر گره شرکت کننده می توانست محتوا را درخواست و به کارگیری کند .

با این حال ، ARPANET خود سازمان یافته نبود ، و فاقد توانایی ارائه هرگونه وسیله ای برای زمینه سازی یا مسیریابی مبتنی بر محتوا فراتر از مسیریابی مبتنی بر آدرس ساده بود.

بنابراین USENET ، یک سیستم پیام رسان توزیع شده است که اغلب به عنوان یک معماری اولیه از peer-to-peer توصیف می شود ، تأسیس شد .

با این حال ، سرورهای خبری به عنوان peers برای تبلیغ مقالات خبری Usenet در کل گروه سرورهای شبکه با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند .

در ماه مه سال 1999 ، با بیش از میلیون ها نفر در اینترنت ، شاون فانینگ برنامه اشتراک فایل و موسیقی را با نام Napster معرفی کرد .

ناپستر آغاز شبکه های peer-to-peer بود ، همانگونه که امروزه ما آن ها را می شناسیم .

جایی که کاربران شرکت کننده یک شبکه مجازی ، کاملاً مستقل از شبکه فیزیکی ، بدون نیاز به اطاعت از هرگونه مقامات اداری فعالیت می کنند .

شبکه های P2P دارای برخی خصوصیات هستند که آنها را مفید می کند :

Down کردن آن ها سخت است . حتی اگر یکی از peers ها خاموش باشد ، دیگر دستگاه ها هنوز هم در حال کار و برقراری ارتباط هستند .

برای متوقف کردن یک شبکه P2P ( peer-to-peer ) ، باید همه peers ها متوقف شوند .

شبکه های نظیر به نظیر قابل افزایش هستند .

اضافه کردن همتایان جدید آسان است زیرا نیازی به انجام تنظیمات مرکزی بر روی سرور مرکزی نیست .

وقتی صحبت از اشتراک فایل است ، هرچه شبکه نظیر به نظیر بزرگتر باشد ، سرعت آن بیشتر است .

وجود پرونده ذخیره شده در بسیاری از  peers ها در شبکه P2P بدین معنی است که وقتی شخصی نیاز به بارگیری آن دارد ، این فایل از چندین مکان به طور همزمان بارگیری می شود .

نمونه های شبکه P2P ( نظیر به نظیر ):

همه ما از شبکه های همتا برای اتصال کامپیوترها و دستگاه ها بدون نیاز به پیکربندی سرور استفاده می کنیم .

نیاز به ایجاد سرور برای همه چیز گران و دشوار است ، بنابراین در برخی شرایط استفاده از شبکه های P2P ساده تر و مقرون به صرفه تر است .

در اینجا چند نمونه از موارد استفاده مشترک برای شبکه های P2P آورده شده است :

• به روزرسانی های ویندوز 10 هم از طریق سرورهای مایکروسافت و هم از طریق P2P انجام داده می شود .
• اشتراک فایل های بزرگ از طریق اینترنت اغلب با استفاده از معماری شبکه P2P ( نظیر به نظیر ) انجام می شود .

به عنوان مثال ، برخی از سیستم عامل های بازی آنلاین از P2P برای بارگیری بازی ها بین کاربران استفاده می کنند. Blizzard Entertainment Diablo III  ، StarCraft II و World of Warcraft از P2P استفاده می کند .

ناشر بزرگ دیگر ، Wargaming ، با بازی  World of Tanks ، World of Warhips و World of Warplanes نیز همین کار را انجام می دهد .

سایرین مانند Steam یا GOG به جای استفاده از P2P ترجیح می دهند سرورهای بارگیری اختصاصی را در سراسر جهان حفظ کنند .

• بسیاری از سیستم عامل های لینوکس از طریق بارگیری های BitTorrent با استفاده از انتقال P2P توزیع می شوند .

اوبونتو ، لینوکس مینت و منجارو دیگر نمونه ها هستند .

•  در ویندوز 7 و ویندوز 8.1 ، هنگامی که شما یک شبکه ad-hoc بین دو کامپیوتر ایجاد می کنید ، یک شبکه همتا را بین آن ها ایجاد می کنید .
• اگر از ویندوز 7 ، ویندوز 8.1 یا نسخه ویندوز 10 قبل از نسخه 1803 استفاده می کنید ، می توانید کامپیوترهای موجود در خانه خود را به یک Homegroup متصل کنید .

بنابراین شبکه ای همتا ایجاد می شود .

–نظیر به نظیر چیست؟

نظیر به نظیر به هر ارتباط چندگانه، خودگردان دستگاه‌ها که به صورت یکسان عمل می‌کنند اطلاق می‌شود. یک شبکه نظیر به نظیر نوعی شبکه است که در آن ایستگاه‌های کاری هم به صورت یک مشتری (تقاضا کننده داده) ، هم به صورت سرور (عرضه کننده داده) و هم به صورت یک خدمتگزار (عرضه کننده و تقاضا کننده داده) می‌توانند عمل کنند.

در شبکه‌های نظیر به نظیر کامپیوترهای موجود در شبکه دارای وظایف و مسئولیتهای معادل و مشابه هستند. به طور مثال کامپیوتر A می‌تواند درخواست یک فایل را از کامپیوتر B نماید. در این وضعیت، کامپیوتر A به عنوان یک سرویس گیرنده ایفای وظیفه نموده و کامپیوتر B به عنوان یک سرویس دهنده رفتار می‌نماید. در ادامه فعالیت، کامپیوترهای A,B می‌توانند دارای وظایف معکوسی نسبت به وضعیت قبل داشته باشند.

(تاریخچه نرم‌افزارهای نظیر به نظیر معمولاً با ارجاع به Napster آغاز می‌شود. Napster مثال معروفی از یک ارتباط یک به یک و یک به چند قدرتمند است که می‌تواند انتظار را ازتکنولوژی کامپیوتری تحقق بخشد. اگر چه ، اگر کمی به عقب باز گردیم، پیامهای فوری (instant message) تجسم ابتدایی نظیر به نظیر بودند. این پیامها نوع متفاوتی از ارتباط را نشان می‌دهند که تلفیقی از نامه دست‌نویس و تلفن است با افزایش ضرورت تماسهای سریع تلفن و گسترش استفاده از پست الکترونیکی، پیامهای فوری چشم‌انداز اینترنت را تغییر دادند.

عضویت درشبکه نظیر به نظیر ، به صورتadhoc و پویا است و تنها نیاز به ایجاد یک مکانیسم و ساختار برای مدیریت و سازماندهی نظیرها است تا در این شبکه‌ها بتوان یک تعاون و همکاری مفید را بین کاربران به وجود آورد.

تکنولوژی نظیر به نظیر، توانایی اشتراک منابع و سرویسهای کامپیوتر شامل اطلاعات ، فایلها، سیکلهای پردازش و ذخایر، باتبادل مستقیم بین سیستمها (بدون استفاده از سرورهای مرکزی) را دارد. تکنولوژی نظیر به نظیر به کاربرانشان اجازه استخراج منابع کم‌مصرف و بیهوده که در هر یک از ایستگاه‌های کاری نگهداری می‌شوند رامی‌دهد.

در این نوع شبکه، هر یک از کاربران کنترل منابع خود رابر عهده داشته و می‌توانند به منظوربه اشتراک گذاشتن فایلهای خاص با سایر کاربران، خود رأساً تصمیم‌گیری نمایند. همچنین ممکن است کاربران به منظور دستیابی به منابع اشتراکی، سایر کاربران را ملزم به درج رمز عبور نمایند. با توجه به اینکه تمامی تصمیمات فوق توسط هر یک از کاربران و به صورت جداگانه اتخاذ می‌گردد، عملاً یک نقطه مرکزی برای کنترل و یا مدیریت شبکه وجود نخواهد داشت.

از طرفی شبکه نظیر به نظیر، استفاده از کامپیوترهای نسبتاً قدرتمند در اینترنت است که از آنها تنها برای کارهای بر پایه مشتری استفاده نمی‌شود. نوعاً عملیات انجام شده توسط کامپیوترها از نوع مشتری خدمتگزار است. یک کامپیوتر سرور نوعاً منابع بزرگی دارد و به تقاضای ارسالی برای استفاده از منابع و اطلاعات از سوی کامپیوتر مشتری پاسخ می‌دهد.

مشتریان نیز تقاضاهایی رابه استفاده از منابع و اطلاعات برای سرور وارد می‌کنند بهترین مثال برای مدل مشتری / خدمتگزار جستجو در وب است. سرورهای وب در اینترنت معمولاً کامپیوترهایی با اهداف خاص با پروسسورهای بسیار سریع یا حتی چند پروسسور و آرایه‌های بزرگ هارد دیسک هستند. سرورهای وب همه جزئیات و محتویات وابسته به یک وب سایت مانند فایلهای Html ، فایلهای گرافیکی و فایلهای صوتی و تصویری و .. را ذخیره می‌کند و به درخواستهای وارده رسیدگی کرده تا اطلاعات یک صفحه وب خاص را نشان دهند. وقتی یک صفحه درخواست می‌شود، سرور وب صفحه وفایلهای اختصاصی آن رابرای مشتری می‌فرستد.

شبکه نظیر به نظیر، فواید زیر را علاوه بر شبکه‌های مشتری و / خدمتگزار دارد:

۱) محتویات و منابع می‌توانند میان مرکز و نودهای شبکه به اشتراک گذاشته شوند، در حالیکه در شبکه‌های مشتری / خدمتگزار اطلاعات تنها در مرکز قرار دارد و هنگام درخواست به کامپیوترهای مشتری ارسال می‌شود.

۲) یک شبکه از نظیرها به راحتی توسعه‌پذیر می‌باشد و قابل اعتمادتر از یک سرور تنها است چون یک سرور تنها می‌تواند یک نقطه خطرساز باشد و یا حتی به یک گلوگاه در هنگام استفاده از شبکه تبدیل شود.

۳) یک شبکه از نظیرها می‌تواند با تقویت منابع کامپیوتری برای کارهای توزیع شده کامپیوتری ، پروسسورهای خود را به اشتراک گذاشته‌، بطوریکه سریع‌تر از یک شبکه که به یک سوپر کامپیوتر تکیه دارد عمل خواهد کرد.

۴) منابع اشتراکی در کامپیوترهای نظیر می‌توانند مستقیماً در دسترس قرار گیرند. سریعتر از آنچه که در فایلهای ذخیره شده در کامپیوتر مرکزی وجود دارد، یک نظیر می‌تواند فایلهایش رابه صورت ذخیره محلی در اشتراک دیگران قرار دهد.

همچنین شبکه نظیر به نظیر می‌تواند مشکلات زیر را حل کند:

۱) به منابع محلی اجازه می‌دهد که مستقیماً به اشتراک گذاشته شوند بدون اینکه نیاز به یک سرور واسط باشد.

۲) ارتباط چندین باره موثر بدون تکیه بر بنیانIP multicast
پیش از Napster سیستمهای اشتراک فایل و اطلاعات بین کامپیوترها بیش از حد به وب گسترده ، شبکه‌های محلی LAN و تبادل فایلها تحت پروتکل FTP محدود شده بود. زمانیکه سرعت و شیوع کامپیوترهای شخصی (PC) به اندازه سرعت و شیوع ارتباطات اینترنت افزایش یافت، نیاز عمومی به سوی تکنولوژی اشتراک فایل گرایش یافت. Napster اشتراک فایل را شهرت بخشید و آن رابه عنوان یک مولفه چیره و مسلط پهنای باند مشترکان خانگی امروزی اینترنت ساخت.

همچنین لغت نظیر به نظیر به شکبه‌ای از نظیرها (یکسانها) که از اطلاعات و سیستمهای ارتباطی خاص استفاده می کنند اشاره دارد. تعداد دو یا بیشتر از این نظیرها می‌توانند بدون هماهنگ کننده مرکزی با یکدیگر همکاری داشته باشند . در مقابل شبکه‌های مشتری /خدمتگزار، شبکه‌های نظیر به نظیر دارای هزینه کم، خود تنظیم و بدون هماهنگی مرکزی در استفاده از منابع ، تحمل‌پذیری بالا در برابر خطا و پشتیبانی بهتر از ساختمان شبکه‌های adhoc می باشند.

اشتراک منابع کامپیوتری و سرویسها با تبادل مستقیم بین سیستمها دو مشخصه اصلی و کلیدی را درباره سیستمهای نظیر به نظیر می‌دهد:

۱) مقیاس‌پذیری: هیچ محدودیت تکنیکی و یا الگوریتمی در اندازه سیستم وجود ندارد به طور مثال پیچیدگی سیستم مقداری ثابت ، صرفنظر از تعداد نودها در سیستم است.

۲) قابلیت اعتماد: سوء عمل هر نود در تمام سیستم تاثیر نگذارد (یاحتی روی هر نود دیگر) شبکه‌های اشتراک فایل مانند Gnutella مثال خوبی برای مقیاس‌پذیری و قابلیت اعتماد هستند. در Gnutella ، نظیرها ابتدا به شبکه پوششی زمینه متصل می‌شوند که تمام نظیرها در آن با هم مساوی و برابر هستند. نظیرها مستقیماً و بدون نیاز به نظم و ترتیب خاصی به سرور اصلی متصل می‌شوند. و سوء عمل یک نود سبب سوء عمل نود دیگری می‌شود.

برای ارزیابی یک سیستم نظیر به نظیر پیشنهادی، مشخصات نظیرهایی که شرکت کنندگان در سیستم را انتخاب می‌کنند باید درک و محاسبه شود. برای مثال، اگر بعضی از نظیرها در سیستم اشتراک فایل، پهنای باند و کم، تاخیر زیاد در ارتباطات گلوگاههای شبکه در اینترنت داشته باشند، سیستم باید در جلوگیری از نمایندگی بخشهای بزرگ اندیسهای توزیع شده به این نظیرها مراقب باشد چون ترس از فشار کاری و ایجاد بخش اندیس غیر قابل دسترس برای بقیه نظیرها ممکن است به وجود آید.

به طور مشابه، مدت زمان لازم برای نگهداری ارتباط به بنیان شبکه برای نگهداری داده‌ها یا متاداده‌های اندیس در دسترس باید مورد توجه قرار گیرد. خلاصه، سیستم باید میزان شایستگی یک نظیر منتخب برای کارهای خاص را قبل از نمایندگی صریح یا ضمنی آن کار به نظیر تعیین کند. به طور شگفت‌آوری تا کنون تعداد ساختارهای کمی که با محدودیتهای بالا مطابقت دارند ارزیابی و توسعه یافته اند.

انواع شبکه‌های نظیر به نظیر

سه نوع اصلی اشتراک فایل نظیر به نظیر وجود دارد:
۱)ارتباط یک به یک که نوعاً فایلها از یک PC به یک PC دیگر انتقال می‌یابد.
۲)ارتباط پیشرفته یک به چند مانند Naspster که در آن یک میزبان می‌تواند با چندین گره ارتباط داشته وفایلهایش را با آنها به اشتراک بگذارد.
۳) ارتباط چند به چند که از پروتکل Gnutella استفاده می‌کند مانند Morpheus و Bearshare که می‌توانند به صورت خودکار و گسترده منابع را بین چندین کاربر به اشتراک بگذارند.

چارچوب‌های شبکه‌های نظیر به نظیر:

۱) چارچوب مرکزی: اولین نسل نظیر به نظیر یعنی Napster از ساختار شبکه ای مشتری/ خدمتگزار استفاده می‌کرد. سرور مرکزی مانند یک عمل ایستگاه ترافیکی می‌کرد همانطوریکه در شکل ۱ نشان داده شده است. سرور مرکزی دایرکتوری فایلهای اشتراکی ذخیره شده در هر نود را نگهداری می‌کند .

 هر گاه یک مشتری به شبکه وصل و یا از آن خارج می‌شود دایرکتوری بروز خواهد شد . در این مدل تمام پیغامهای کنترل و جستجو به سرور مرکزی فرستاده می شود. سپس سرور مرکزی درخواست جستجوی مشتری رابه وسیله دایرکتوری پایگاه داده‌اش به مرجع آن ارجاع می‌دهد و فایل درخواستی را دانلود می‌کند . فایلهای حقیقی هیچگاه در سرور مرکزی نگهداری نمی‌شوند.این نوع چارچوب کارایی بالایی را فراهم می‌کند.

پیشگام رایانه بهترین مجموعه برای ارائه خدمات پشتیبانی شبکه.