يعد نقل البيانات عبر شبكة كبيرة (blockchain) مهمة صعبة. إن نقل البيانات المماثلة إلى عدد لا يحصى من العقد عبر الشبكة الكبيرة يستخدم قدرًا كبيرًا من طاقة المعالجة ؛ يستغرق الأمر وقتًا طويلاً لعمله ويحد كثيرًا من قيمة البيانات عندما يصل إلى الوجهة الأخيرة. لذلك ، تغلبت بروتوكولات القيل والقال على هذه المشكلة من خلال السماح للبيانات بالتزويد من عقدة إلى عقدة أخرى على غرار شخصين يثرثران على معلومات عن كل كوب شاي. تتناول هذه المقالة نظرة عامة على ملف بروتوكول الاتصالات مثل بروتوكول القيل والقال - العمل مع التطبيقات.
ما هو بروتوكول القيل والقال؟
يسمح بروتوكول الاتصال مثل بروتوكول Gossip ببساطة بمشاركة الدولة داخل الأنظمة الموزعة. تستخدم الأنظمة الحديثة بروتوكول الند للند لتوزيع المعلومات على جميع الأعضاء داخل الكتلة أو الشبكة. يتم استخدام هذا النوع من البروتوكول داخل نظام لامركزي لا يتضمن أي عقدة مركزية لتتبع جميع العقد ومعرفة ما إذا كانت العقدة معطلة أم لا.
يعمل بروتوكول القيل والقال على مبدأ مشابه لكيفية نقل البيانات على الشبكات الاجتماعية. في الوقت الحالي ، تستخدم معظم الأنظمة الحديثة بشكل متكرر هذه البروتوكولات لحل المشكلات التي قد يصعب حلها بطرق أخرى ، إما بسبب مشكلة داخل الهيكل ، وهي كبيرة جدًا أو لأن حلول النميمة هي أكثر الحلول المتاحة كفاءة.
هندسة بروتوكول القيل والقال
ال تنفيذ بروتوكول القيل والقال يمكن القيام به في قاعدة بيانات Apache Cassandra. هنا ، سنناقش هذا البروتوكول ، كيف تحقق Cassandra التنسيق بين العقد وكيف ستبقى هذه العقد في حالة التزامن. في قاعدة بيانات Cassandra ، جميع العقد متشابهة ولها بنية نظير إلى نظير ولا يوجد مفهوم عقدة من السيد إلى التابع.
القيل والقال هو نظام الرسائل الذي تستخدمه عقدة كاساندرا والعقد الافتراضية لجعل بياناتها موثوقة مع بعضها البعض. لذلك يتم استخدامه لتنفيذ عامل النسخ داخل الكتلة. لذلك دعونا نتخيل كتلة كاساندرا مثل نظام الحلقات حيث تتضمن كل عقدة تقسيمًا معينًا لكل جدول داخل قاعدة البيانات ويمكنهم التواصل فقط مع العقد المتجاورة.
دعونا نرى كيف تحقق كاساندرا التنسيق بين العقد. لنأخذ مثالاً يتضمن 6 عقد داخل مجموعة من 1 إلى 6. في المجموعة أعلاه ، يمكننا أن نلاحظ أن العقدة 3 معطلة. لذلك ، بمجرد تعطل العقدة ، تتوقف عن إرسال الرسائل الدورية ، وسيكتشف الجميع ذلك على الفور.
في بروتوكول القيل والقال ، عقد الشبكة تبادل معلومات الحالة بشكل دوري عن أنفسهم وعن العقد الإضافية التي يعرفون عنها. يعمل هذا البروتوكول لكل ثانية لتبادل رسائل الحالة مع ما يصل إلى 3 عقد أخرى داخل الكتلة.
تعد بروتوكولات القيل والقال مفيدة للغاية في Cassandra ، حيث تتبادل العقد البيانات حول نفسها والعقد المتبقية التي أشيعوا عنها. نتيجة لذلك ، تتعرف جميع العقد داخل الكتلة بسرعة على العقد المتبقية.
كيف يعمل بروتوكول القيل والقال؟
بشكل عام ، يسمح البروتوكول لكل عقدة بتتبع معلومات الحالة بشكل مستمر على العقد الأخرى داخل المجموعة مثل العقد التي يمكن الوصول إليها ونطاقات المفاتيح المسؤولة عنها ، إلخ. العقد داخل المجموعة ترسل معلومات الحالة للانتظار في التزامن. بروتوكول القيل والقال هو آلية اتصال من نظير إلى نظير حيث تتبادل العقد معلومات الحالة بشكل دوري عن نفسها والعقد الأخرى التي تعرف عنها.
تبدأ كل عقدة جولة ثرثرة كل ثانية لتبادل معلومات الحالة عن نفسها والعقد الأخرى مع عقدة عرضية أخرى. بحيث ينتشر أي حدث جديد في نهاية المطاف في جميع أنحاء النظام وتتعرف جميع العقد بسرعة على جميع العقد الأخرى داخل الكتلة.
أنواع بروتوكول القيل والقال
تتوفر بروتوكولات القيل والقال في ثلاثة أنواع من النشر ، ومكافحة الانتروبيا ، والبروتوكولات التي تحسب المجاميع التي تمت مناقشتها أدناه.
بروتوكولات النشر
تسمى بروتوكولات النشر أيضًا بروتوكولات ترويج الشائعات لأنها تستخدم القيل والقال لنشر المعلومات عبر الشبكة. هذه هي أقسى أنواع بروتوكولات القيل والقال المستخدمة في سلاسل الكتل. عندما تكون هذه البروتوكولات مناسبة للحصول على البيانات إلى العديد من العقد في إطار زمني قصير ، يمكن أن تتلف البيانات وكذلك يمكن تعديلها بسهولة على طول الطريق.
بروتوكولات مكافحة الانتروبيا
تُستخدم هذه الأنواع من بروتوكولات القيل والقال بشكل أساسي لإصلاح البيانات المكررة عن طريق تقييمها وكذلك تغيير المقارنات. الهدف الرئيسي من هذه البروتوكولات هو تقليل التغييرات على البيانات عندما تنتقل بين العقد من خلال تقييمها وتغيير البيانات للتأكد من صحتها.
البروتوكولات التي تحسب المجاميع
تُعرف هذه البروتوكولات أيضًا باسم بروتوكولات التجميع التي تعمل أو تحسب إجمالي الشبكة من خلال بيانات أخذ العينات في العقد وتوحد القيم للحصول على قيمة على مستوى النظام. ترتبط هذه الأنواع من البروتوكولات ببروتوكولات مكافحة الإنتروبيا ، على الرغم من أنها مبنية حول فكرة إرسال كل عقدة عنصرًا منفصلاً من البيانات التي يتم إرسالها ، بعد ذلك يتم مشاركة البيانات بين العقد لتكوين صورة كاملة.
خوارزمية بروتوكول القيل والقال
خوارزميات القيل والقال هي بروتوكولات تبادل بيانات غير متزامنة مبنية على القيل والقال وإلا فإن أسلوب الشائعات لا يمكن الاعتماد عليه. نظرًا لبساطتها الهائلة وقابليتها للتطبيق الواسع ، ظهرت هذه الخوارزمية كحل معماري أساسي ، خاصة لشبكات الجيل القادم.
في خوارزمية بروتوكول القيل والقال ، تتبادل كل عقدة داخل الشبكة المعلومات بشكل دوري مع مجموعة فرعية من العقد. عادةً ما تكون هذه المجموعة الفرعية هي مجموعة جيران كل عقدة. كل عقدة لديها عرض الشبكة المحلية فقط. تحصل كل عقدة على بعض البيانات العالمية المرغوبة خلال رقم معين. من التحديثات الدورية للعقد.
المميزات والعيوب
ال مزايا بروتوكول القيل والقال تشمل ما يلي.
- هذه البروتوكولات قابلة للتطوير للغاية.
- تعمل جميع العقد في هذا البروتوكول بنفس الطريقة وليس لها وظيفة مختلفة أو خاصة عن بعضها البعض. بمجرد حدوث الفشل داخل عقد واحدة أو عدة عقد ، فإنه لن يقطع أو يؤثر على العقد الأخرى داخل الشبكة لتوزيع البيانات. وبالمثل ، يمكن أن تمر العقد عبر الشبكة أو تبتعد عنها بين أزواج دون حدود ودون التأثير على وظيفتها.
- توزع هذه البروتوكولات البيانات بطريقة مستقلة تمامًا ولا مركزية.
- هذه الأنواع من البروتوكولات لديها القدرة على العمل بشكل صحيح حيث أن العقد لديها القدرة على مشاركة وتوزيع البيانات مع العديد من العقد داخل شبكة النظراء ،
ال عيوب بروتوكول القيل والقال تشمل ما يلي.
- توفر هذه البروتوكولات القوة للنظام من خلال السماح للعقد في الشبكة بالعمل بشكل مستمر دون كسر في حدوث حالات الفشل.
- يمكن أن يؤدي التكرار الكبير إلى الحد الأقصى لمتطلبات النطاق الترددي حتى يمكن أن يتسبب في تشويش الشبكة.
التطبيقات
ال تطبيقات بروتوكو القيل والقال ل تشمل ما يلي.
- يستخدم بروتوكول القيل والقال بشكل أساسي لإصلاح المشكلات التي حدثت من خلال الإرسال المتعدد.
- إنه نوع من الاتصال حيث يتم نقل جزء من القيل والقال أو المعلومات في هذه الحالة من عقدة واحدة أو عقد متعددة إلى مجموعة من العقد الأخرى داخل الشبكة.
- يتم استخدام هذه البروتوكولات من قبل شبكات التوزيع المختلفة لتوزيع البيانات بشكل سريع وموثوق.
- يتم استخدام هذه بواسطة Bitcoin لنشر قيم غير ثابتة عبر عقد التعدين الخاصة بها.
- تُستخدم هذه بشكل أساسي لإنشاء قناة اتصال يمكن من خلالها الحصول على معلومات لجميع عقد الشبكة واكتشاف عمليات الاقتران التي تساعد في توزيع البيانات الوصفية.
- تُستخدم بروتوكولات القيل والقال بواسطة قاعدة بيانات الأمواج لنقل المعلومات حول حالة حلقاتها وميزاتها.
- يستخدم Dynamo بروتوكول Gossip لتتبع العضويات. يسمح لك باكتشاف مشاركين جدد في البرنامج وكذلك مراقبة أي عطل.
- تُستخدم هذه البروتوكولات في قنصل شبكة الخدمة لكشف وتحديد أعضاء جدد من أعطال الشبكة وإلا أعطال محتملة.
- تستخدم شبكة القنصل هذه البروتوكولات لنقل المعلومات بشكل آمن وسريع حول الخدمات والأحداث الجديدة في الشبكة.
وبالتالي ، هذا كل شيء عن لمحة عامة عن بروتوكول القيل والقال - العمل مع التطبيقات. تعتبر بروتوكولات النميمة فعالة بحيث يمكن اكتشاف فشل بروتوكول القيل والقال ببساطة في الأنظمة الموزعة والكبيرة بطريقة غير متزامنة. هنا سؤال لك ، ما هي أمثلة بروتوكول القيل والقال؟
