P2P là gì? Mạng ngang hàng P2P hoạt động như thế nào?

Bizfly Cloud

2447

28-12-2024

Chắc hẳn ở đâu đó bạn đã nghe về cụm từ mạng ngang hàng P2P nhưng lại không hiểu được ý nghĩa chính xác của nó là gì đúng không? Vậy bài viết này của Bizfly Cloud sẽ giải thích cho bạn khái niệm về P2P.

Cấu trúc mạng P2P đã xuất hiện lần đầu tiên vào năm 1969, tiếp đến năm 1980 trong kinh doanh mạng P2P bắt đầu được triển khai.

Mạng ngang hàng P2P là gì?

Mạng ngang hàng hay còn được gọi là Peer to Peer (P2P) là một hệ thống máy tính kết nối với nhau thông qua Internet và chia sẻ dữ liệu mà không cần đến máy chủ trung tâm. Cuộc cách mạng máy tính ngang hàng sử dụng cấu trúc phân tán.

Nói theo một cách khác dễ hiểu hơn, mạng P2P không phân biệt giữa máy chủ (server) và máy khách (client)

Trong ngành công nghiệp điện tử: P2P thường được dùng để chỉ việc giao dịch tiền điện tử hoặc tài sản kỹ thuật số thông qua mạng phân tán (phi tập trung)

Còn trong khoa học máy tính: P2P lại được áp dụng vào nhiều mục đích sử dụng khác nhau và không chỉ đơn giản là dùng để trao đổi tệp. P2P còn được dùng để trao đổi thông tin giữa người với người, đặc biệt là trong những tình huống hợp tác giữa một nhóm người trong cộng đồng.

Lịch sử ra đời P2P

Mạng phân tán (P2P) đã ra đời từ những năm 1990 khi các nhà khoa học máy tính tìm cách kết nối và truyền tải dữ liệu mà không cần máy chủ trung tâm. Bước đột phá quan trọng của P2P diễn ra vào ngày 1 tháng 6 năm 1999 khi Napster tung ra mạng P2P tập trung đầu tiên, chủ yếu cho việc chia sẻ âm nhạc. Mô hình này tạo cơ hội cho nhiều người dùng kết nối và hình thành cộng đồng chia sẻ thông tin mạnh mẽ.

Năm 2000, Gnutella đã xuất hiện như mạng chia sẻ file P2P đầu tiên, cho phép người dùng truy cập file trên máy tính khác chỉ với một file chỉ định. Đến ngày 3 tháng 1 năm 2009, mạng P2P và Bitcoin ra mắt, tạo ra cú đột phá mới trong kết nối và chia sẻ thông tin. Những bước tiến này đã định hình cách mà chúng ta tương tác và chia sẻ dữ liệu qua internet.

Phân loại mạng ngang hàng P2P

Mạng P2P không cấu trúc

Mạng P2P không cấu trúc là loại mạng P2P mà trong đó các nút điều khiển sẽ thiết lập một cách ngẫu nhiên. Loại máy này có khả năng chống lại việc một số nút thường xuyên tham gia và rời khỏi mạng.

Mặc dù dễ xây dựng hơn mạng P2P nhưng P2P không cấu trúc lại sử dụng bộ nhớ và CPU cao hơn. Bởi khi tìm kiếm nội dung, yêu cầu tìm kiếm sẽ được truyền lên cả mạng để tìm ra được càng nhiều máy càng tốt.

Ngoài ra, P2P không cấu trúc cũng không thể đảm bảo được việc tìm kiếm một nội dung sẽ thành công 100%.

Mạng P2P có cấu trúc

Mạng P2P có cấu trúc là loại mạng ngang hàng mà các nút được xây theo một cấu trúc cụ thể. P2P có cấu trúc cho phép các nút tìm kiếm tệp nhanh chóng hơn so với P2P không cấu trúc cho dù những tìm kiếm đó không phổ biến.

Cùng với đó, mạng P2P có cấu trúc sử dụng hệ thống DHT (Distributed Hash Table) nên đã giúp khắc phục triệt để việc tìm kiếm không thành công của mạng ngang hàng P2P không cấu trúc.

Mặc dù mang lại hiệu quả cao hơn so với mạng P2P không cấu trúc nhưng P2P có cấu trúc lại có mức độ tập trung cao hơn và chi phí để thiết lập mạng này cũng cao hơn. Ngoài ra, chi phí bảo trì cho mạng cũng tương đối cao.

Mạng P2P lai

Là một loại mạng kết hợp giữa cấu trúc máy chủ và máy khách cùng với cấu trúc mạng ngang hàng. So với 2 loại mạng ngang hàng trên thì P2P lai dễ xây dựng hơn.

Không chỉ thế P2P lai còn thừa hưởng tất cả những ưu điểm và hiệu suất hoạt động của 2 loại P2P không cấu trúc và P2P có cấu trúc.

Mạng ngang hàng P2P hoạt động như thế nào?

Như đã nói ở phía trên, mạng ngang hàng chính là sự bình đẳng giữa máy chủ (server) và máy khách (client). Như vậy có thể thấy về bản chất mạng ngang hàng được duy trì bởi một mạng lưới người dùng phân tán, mức độ phân tán này có thể đều nhau hoặc không đều nhau.

Các thiết bị sử dụng các ứng dụng phần mềm được thiết kế đóng vai trò là trung gian cho việc chia sẻ dữ liệu. Khi bạn muốn tìm và tải bất cứ 1 tệp nào, người dùng có thể gửi yêu cầu tìm kiếm đến các thiết bị khác nhau trên mạng.

Ví dụ: Khi bạn tải xuống 1 tệp từ nút A thì nút B lúc này sẽ đóng vai trò như máy khách. Còn khi nút A tải xuống một tệp từ nút B thì nút B sẽ đóng vai trò là máy chủ và ngược lại.

Ưu, nhược điểm của mạng ngang hàng P2P

Ưu điểm:

• Độ trễ thấp - Với độ trễ thấp, các request có thời gian phản hồi tốt hơn và thời gian chờ ngắn hơn.
• Băng thông cao - Mạng ngang hàng P2P cung cấp băng thông cao, do đó không cần máy chủ trung tâm cung cấp tài nguyên. Điều này đồng nghĩa với việc nó có thể cung cấp thông tin cho một số lượng lớn người dùng cùng một lúc mà không ảnh hưởng đến hoạt động của mạng.
• Khả năng chịu lỗi cao - Mạng ngang hàng P2P có khả năng chịu lỗi rất cao do không phụ thuộc vào hệ thống tập trung. Có nghĩa là các máy tính được kết nối có thể hoạt động độc lập với nhau. Ngay cả khi một phần của mạng bị lỗi, nó sẽ không làm gián đoạn các phần khác. Chỉ người dùng sẽ không thể truy cập các tệp đó.
• Dễ dàng thiết lập và triển khai hơn mạng server-client, không cần kiến thức công nghệ nâng cao
• Không cần bất kỳ quản trị viên mạng chuyên biệt nào vì tất cả người dùng đều được cấp quyền quản lý hệ thống kiểm soát dữ liệu của riêng họ
• Không yêu cầu máy chủ chuyên dụng. Trong P2P, mỗi máy tính được kết nối hoạt động như một máy chủ và một máy trạm. Do đó, không cần thiết phải sử dụng một máy chủ chuyên dụng. Tất cả những người dùng được ủy quyền có thể sử dụng máy tính khách tương ứng của họ để truy cập các tệp cần thiết.
• Chi phí thấp - Do thực tế là không có máy chủ trung tâm trong mạng ngang hàng P2P, mỗi máy ngang hàng chịu trách nhiệm lưu trữ và gửi thông tin được yêu cầu. Máy chủ lưu trữ ứng dụng không bị tính phí.

Nhược điểm:

• Khả năng mở rộng bị hạn chế, hiệu suất bị ảnh hưởng: Khi số lượng thiết bị kết nối mạng tăng lên, hiệu suất sẽ giảm xuống vì mỗi máy tính đang được người dùng khác truy cập. Do đó, mạng P2P không hoạt động tốt với các mạng đang phát triển.
• Bảo mật cho các tệp riêng lẻ tương đối kém hơn trong mạng ngang hàng
• Các tệp hoặc tài nguyên không được tổ chức tập trung với mạng P2P. Điều đó có nghĩa là một số người có thể gặp khó khăn trong việc xác định các tệp cụ thể khi không có hệ thống lưu trữ tập trung
• Mạng ngang hàng P2P dễ bị phần mềm độc hại và vi rút tấn công hơn vì mỗi máy tính được kết nối đều độc lập với nhau. Nếu một trong các máy tính có xu hướng bị nhiễm vi-rút, nó có thể dễ dàng lây lan sang các máy tính còn lại ngay cả khi chúng được bảo vệ thông qua phần mềm chống vi-rút hoặc tường lửa. Do đó, trách nhiệm của mỗi người dùng là đảm bảo rằng hệ thống của họ được bảo vệ khỏi vi-rút.

So sánh P2P với Client/server

P2P có thực sự an toàn?

P2P có thực sự an toàn không phụ thuộc hoàn toàn vào các biện pháp bảo mật. Mạng P2P không có trung tâm kiểm soát duy nhất, giúp nâng cao bảo mật và riêng tư cho người dùng. Mặc dù mạng P2P có lợi thế về bảo mật phân tán nhưng chính điều này cũng mang lại những rủi ro về bảo mật.

Các ứng dụng P2P có thể chứa lỗ hổng bảo mật và dễ bị tấn công bởi phần mềm độc hại. Ngoài ra, việc chia sẻ dữ liệu không được kiểm soát tập trung có thể dẫn đến rủi ro về dữ liệu bị hỏng hoặc bị đánh cắp. Do đó, để đảm bảo an toàn, người dùng cần áp dụng các biện pháp bảo vệ thích hợp khi sử dụng mạng P2P.

Tính ứng dụng của mạng P2P

Chia sẻ tập tin

Mạng P2P thường được sử dụng để chia sẻ tệp. Một ví dụ nổi tiếng là BitTorrent, người dùng có thể tải xuống và tải lên tệp trực tiếp từ và đến người dùng khác thay vì dựa vào máy chủ trung tâm để phân phối tệp.

Các ứng dụng nhắn tin 

P2P còn có thể được sử dụng cho các ứng dụng nhắn tin. Ví dụ, các ứng dụng như Skype và WhatsApp sử dụng giao tiếp P2P để người dùng trò chuyện và thực hiện cuộc gọi thoại và video trực tiếp với nhau. Tin nhắn và tệp phương tiện được trao đổi trực tiếp giữa các người dùng mà không cần máy chủ trung tâm.

Tiền điện tử

Mạng ngang hàng là một phần không thể thiếu của các loại tiền điện tử như Bitcoin. Các giao dịch không cần thông qua trung gian là các ngân hàng trung ương hay tổ chức tài chính. Mỗi nút trong mạng duy trì một bản sao của blockchain, người dùng có thể trực tiếp gửi và nhận tiền, xác minh giao dịch và tham gia vào cơ chế đồng thuận của mạng.

Phân phối nội dung

Mạng phân phối nội dung (CDN) cũng có thể sử dụng P2P để phân phối nội dung hiệu quả. P2P sẽ làm giảm tải máy chủ và cải thiện tốc độ phân phối nội dung vì có thể lấy nội dung từ nhiều nguồn.

Mạng riêng ảo (VPN)

Một số dịch vụ VPN sử dụng mạng P2P để thiết lập giao tiếp an toàn và riêng tư giữa người dùng. Khi dùng các VPN dựa trên P2P, người dùng có thể kết nối trực tiếp với nhau, tạo ra một đường hầm được mã hóa để định tuyến lưu lượng truy cập internet của họ. 

Ngoài ra, P2P còn được ứng dụng trong các lĩnh vực như phần mềm mã nguồn mở, cho thuê nhà, cho vay,...

Hạn chế của P2P

Việc kiểm soát độ trễ trong P2P khó khăn hơn so với các mô hình mạng tập trung nên P2P không phù hợp với ứng dụng cần độ trễ thấp.

Hiệu suất của P2P phụ thuộc vào nút mạng, nếu nút mạng hoạt động không hiệu quả thì hiệu suất của mạng sẽ giảm đi và ngược lại. 

Quản lý an ninh mạng trong P2P có nhiều khó khăn hơn so với quản lý an ninh trong các mô hình mạng tập trung. 

Có thể tạo ra các lỗ hổng bảo mật khiến cho việc duy trì độ an toàn của dữ liệu phức tạp hơn. 

Khó quản lý tài nguyên và kiểm soát việc sử dụng tài nguyên một cách hiệu quả.

Những ngành dịch vụ áp dụng mạng P2P

Chúng ta có thể kể đến một số những ngành dịch vụ áp dụng mạng ngang hàng P2P như:

• Tiền điện tử: Bitcoin, Ethereum,…
• Cho thuê nhà (homesharing)
• Cho vay (P2P Lending)
• Nền tảng mua - bán hàng trực tuyến
• Chia sẻ tệp dữ liệu
• Phần mềm mã nguồn mở (open-source)

Trên đây là những thông tin về mạng ngang hàng P2P cũng như các phân loại mạng P2P hiện nay. Hy vọng những thông tin này sẽ giúp bạn nâng cao kiến thức cũng như có những cái nhìn đúng hơn về mạng ngang hàng.