P2P là gì? Tìm hiểu chi tiết về mạng ngang hàng peer to peer

P2p là gì? Vai trò của mạng ngang hàng Peer to Peer là gì? Nếu bạn đọc đang có những thắc mắc trên bài viết ngay sau đây sẽ hỗ trợ bạn tốt nhất. MC&TT đã tổng hợp chi tiết các thông tin quan trọng về mạng p2p. Bạn đọc hãy cùng tham khảo!

P2p là gì?

Mạng p2p (Peer-to-Peer) là một mô hình mạng máy tính trong đó các thiết bị trong mạng có thể trao đổi dữ liệu trực tiếp với nhau mà không cần thông qua một trung tâm kiểm soát nào (server). Thay vì yêu cầu một máy chủ đóng vai trò quản lý và điều khiển các kết nối, mỗi thiết bị trong mạng peer to peer sẽ đóng vai trò là một "đồng sự" (peer) trong việc chia sẻ tài nguyên và dữ liệu.

Trong mạng p2p, các thiết bị kết nối với nhau thông qua các kết nối trực tiếp, giúp cho việc truyền tải dữ liệu trở nên nhanh chóng và hiệu quả. Các thiết bị có thể cung cấp dữ liệu, tài nguyên hoặc các dịch vụ cho nhau thông qua một giao thức chung được sử dụng trong mạng.

Các thiết bị trong mạng có thể trao đổi dữ liệu trực tiếp với nhau mà không cần thông qua trung tâm kiểm soát

Lịch sử ra đời của mạng peer to peer

Mạng phân tán (p2p) đã được phát triển từ những năm 1990 khi các nhà khoa học máy tính tìm cách kết nối các máy tính và triển khai việc truyền tải dữ liệu giữa chúng mà không cần sự can thiệp của một máy chủ trung tâm. 

Năm 1999, một ứng dụng mang tên Napster được phát triển bởi Shawn Fanning, cho phép người dùng chia sẻ các tệp nhạc MP3 của họ với nhau thông qua mạng p2p. Napster đã trở thành một hiện tượng công nghệ, thay đổi cách thức mà người dùng tải xuống và chia sẻ các tệp nhạc trên Internet.

Sau Napster, nhiều ứng dụng p2p khác đã được phát triển, bao gồm Gnutella, eDonkey, BitTorrent, và Skype. Các ứng dụng này cho phép người dùng chia sẻ các tệp tin, như phim, sách điện tử, và phần mềm, và đã góp phần tạo nên một cộng đồng chia sẻ trực tuyến lớn. Tuy nhiên, việc sử dụng các ứng dụng p2p để chia sẻ các tệp tin không phải lúc nào cũng hợp pháp, tồn tại các vấn đề liên quan đến vi phạm bản quyền và bảo mật.

Các loại hình mạng p2p thông dụng hiện nay

Sau khi đã nắm rõ p2p là gì và lịch sử ra đời của mô hình mạng peer to peer, bạn đọc có thể tham khảo các loại hình mạng p2p thông dụng hiện nay:

• Mạng p2p truyền thống (Traditional p2p Network): Đây là loại mạng p2p đơn giản nhất, trong đó các thiết bị kết nối với nhau thông qua các kết nối trực tiếp. 
• Mạng p2p siêu phân tán (Super Distributed p2p Network): Trong mô hình Super Distributed P2P Network, các nút được tổ chức thành nhiều cấp độ, mỗi cấp độ sẽ có trách nhiệm và vai trò cụ thể, được phân chia dựa trên sức mạnh xử lý và khả năng lưu trữ của từng nút. Super Distributed P2P Network sử dụng các thuật toán phân tán để quản lý dữ liệu và định vị các nút trong mạng. 
• Mạng peer to peer cộng đồng (Community p2p Network): Loại mạng này được sử dụng đối với các cộng đồng trực tuyến, nơi mà các thành viên có thể chia sẻ tài nguyên và dữ liệu với nhau. Mạng p2p cộng đồng thường được sử dụng trong các dự án mã nguồn mở và các nền tảng chia sẻ kiến thức hay dữ liệu trực tuyến.
• Mạng p2p ẩn danh (Anonymous p2p Network): Loại mạng này được sử dụng để giữ bí mật thông tin của người dùng. Mạng p2p ẩn danh giúp người dùng truy cập và khai thác các tài nguyên trên mạng mà không tiết lộ thông tin cá nhân. Mạng p2p ẩn danh đảm bảo độ bảo mật cao, rủi ro bị tấn công thấp.

Sự khác biệt giữ mạng p2p và mạng thông thường

Cách thức hoạt động của mạng ngang hàng

Đối với mạng p2p không có cấu trúc

Mạng p2p không cấu trúc là loại mạng mà các nút trong mạng được kết nối ngẫu nhiên với nhau, hoàn toàn không có một cấu trúc cụ thể. Các nút trong mạng được phân bố ngẫu nhiên và không có một nút máy chủ nào để điều phối hoạt động truyền tải trong mạng. Có nghĩa bất kỳ nút nào trong mạng cũng có thể truyền tải và nhận dữ liệu mà không bị giới hạn.

Mạng p2p không cấu trúc thường được sử dụng để chia sẻ các tệp dữ liệu nhỏ, không yêu cầu độ tin cậy cao. Một số ví dụ về mạng p2p không cấu trúc có thể kể đến như Kazaa, Gnutella và BitTorrent. Trong các ứng dụng này, bất kỳ người dùng trong mạng đều có thể truyền tải tệp tin cho nhau, hoàn toàn không cần thông qua một máy chủ trung tâm.

Tuy nhiên, mạng p2p không cấu trúc vẫn tồn tại những hạn chế. Việc tìm kiếm hay truy xuất tài nguyên trong mạng có thể khó khăn do không có cấu trúc rõ ràng. Bên cạnh đó việc đảm bảo độ tin cậy của dữ liệu cũng gặp nhiều thách thức hơn. Do đó, các ứng dụng mạng p2p không cấu trúc thường không phù hợp cho các tệp dữ liệu lớn, nhạy cảm và yêu cầu độ tin cậy cao.

Đối với mạng peer to peer có cấu trúc

Mạng peer to peer có cấu trúc là mô hình mạng trong đó các nút được phân bố theo một cấu trúc nhất định, thông thường theo dạng cây hoặc lưới. Các nút trong mạng được phân cấp theo cấu trúc mạng thành các nhóm và truyền tải dữ liệu cho các nút liền kề trực tiếp của mình.

Mạng p2p có cấu trúc thường được sử dụng để chia sẻ các tài nguyên có kích cỡ lớn yêu cầu độ tin cậy cao. Ví dụ điển hình của mạng ngang hàng có cấu trúc chính là mạng Bitcoin, các nút được phân cấp theo một cấu trúc dạng cây để thực hiện các giao dịch và xác nhận các khối mới của blockchain.

Trong mạng p2p có cấu trúc, các nút thường có các nhiệm vụ và trách nhiệm cụ thể. Các nút ở mức độ cao hơn đóng vai trò kiểm soát và điều phối các hoạt động của các nút ở mức độ thấp hơn. Đây là lý do mạng p2p có cấu trúc có độ tin cậy và sự ổn định tốt hơn nhiều lần so với mạng ngang hàng không cấu trúc.

Mạng p2p lai

Mạng p2p lai (Hybrid p2p Network) là sự kết hợp giữa mạng p2p có cấu trúc và mạng ngang hàng không cấu trúc. Trong mô hình mạng p2p lai, các nút trong mạng được phân loại vào các nhóm hoặc từng khu vực khác nhau. Mỗi nhóm có một số nút đóng vai trò trung tâm phân phối và quản lý tài nguyên. Những trung tâm này cũng được quản lý và điều phối tài nguyên thông qua một hệ thống máy chủ tập trung (Central Server).

Mạng p2p lai tận dụng những lợi ích của hai mô hình p2p đã đề cập tại phần trên, đảm bảo được tính ổn định,độ tin cậy và độ bảo mật tốt hơn. Một ví dụ tiêu biểu của mạng Hybrid p2p Network là BitTorrent, các kết nối người dùng trong mạng được phân loại thành các nhóm (swarms) và một số nút đóng vai trò phân phối (seeders) để đảm bảo tốc độ tải xuống, sự ổn định và bảo mật của gói tin truyền tải mạng.

Các giao thức được sử dụng trong mạng peer to peer là gì?

Supernode

Supernode (hay còn được gọi là siêu nút) là một giao thức được sử dụng trong mạng p2p để chỉ các nút đặc biệt trong mạng có khả năng xử lý và chuyển tiếp thông tin giữa các nút khác trong mạng. Các supernode thường có tốc độ truyền tải cao, ổn định, đủ băng thông và tài nguyên để xử lý các yêu cầu truy cập giữa các nút khác.

Trong mạng ngang hàng, các supernode giúp tăng tốc độ truyền tải dữ liệu và giảm thiểu sự chậm trễ khi trao đổi thông tin giữa các nút khác nhau trong mạng. Bên cạnh đó các supernode cũng đóng vai trò quản lý, định tuyến và chuyển tiếp các yêu cầu truy cập giữa các nút trong mạng.

Supernode giúp tăng tốc độ truyền tải dữ liệu và giảm thiểu sự chậm trễ khi trao đổi thông tin giữa các nút khác nhau trong mạng

Bảng băm phân tán DHT

Bảng băm phân tán (Distributed Hash Table - DHT) là một lớp các hệ thống phân tán không tập trung, cung cấp một dịch vụ tra cứu tương tự như một bảng băm: các cặp (khóa, dữ liệu) được lưu trữ trong DHT, và bất kỳ nút mạng tham gia nào cũng có thể lấy được dữ liệu liên kết với một khóa cho trước một cách hiệu quả.

Các nút trong mạng p2p lưu trữ các dữ liệu tương ứng với một Key trong bảng băm DHT. Khi nút A trong mạng yêu cầu truy xuất dữ liệu, sẽ tìm kiếm trong bảng để xác định Key tương ứng với nút B lưu trữ dữ liệu yêu cầu. Sau đó nút A tiếp tục truy xuất dữ liệu từ nút B. 

Quá trình này được thực hiện một cách tự động, giúp giảm thiểu lượng thông tin cần truyền tải, cải thiện độ tin cậy và bảo mật hệ thống.

Ứng dụng thực tế của mạng p2p là gì?

Mạng p2p đã và đang được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng khác nhau, bao gồm:

• Chia sẻ tập tin: Mạng peer to peer cho phép người dùng chia sẻ tập tin lớn một cách dễ dàng và hiệu quả hơn so với các phương pháp truyền thống. Các ứng dụng tiêu biểu như BitTorrent và eMule.
• Chia sẻ nội dung trực tuyến: Mạng p2p cũng được sử dụng để chia sẻ nội dung trực tuyến như video và âm nhạc. Các dịch vụ như Spotify và Netflix sử dụng mạng p2p để cung cấp nội dung đến người dùng.
• Giao dịch tiền điện tử: Mạng ngang hàng được sử dụng để thực hiện các giao dịch tiền điện tử như Bitcoin và Ethereum. 
• Ứng dụng IoT: Mạng p2p cũng được sử dụng trong ứng dụng IoT (Internet of Things) để kết nối các thiết bị với nhau và chia sẻ dữ liệu giữa các thiết bị IoT.
• Phần mềm mã nguồn mở (open-source)

Điểm khác biệt giữa mô hình Client/ Server và mạng peer to peer là gì?

Bạn đọc có thể tham khảo bảng thông tin sau về sự khác biệt giữa mô hình Client/ Server và mạng peer to peer là gì?

Tổng kết 

Trên đây là toàn bộ các kiến thức quan trọng xoay quanh chủ đề mạng p2p là gì. Có thể nói mạng p2p là một trong những mô hình mạng thông dụng hiện nay, có sự linh hoạt, tốc độ truyền tải và khả năng mở rộng cao. Hi vọng rằng bạn đọc đã có đầy đủ thông tin để hiểu rõ mạng peer to peer là gì?