Khi thảo luận về công nghệ blockchain , thuật ngữ “mạng phi tập trung” thường được sử dụng. Nhưng nhiều người vẫn cảm thấy khó giải thích mạng phi tập trung là gì, liệu có sự khác biệt giữa mạng phân tán và phi tập trung hay không, và những lợi thế của cấu trúc mạng này so với mạng tập trung.

Mỗi kiểu kiến ​​trúc mạng đều có những ưu và nhược điểm riêng.

Trong bài viết này, chúng tôi sẽ thảo luận về sự khác biệt chính giữa mạng tập trung, phi tập trung và mạng phân tán.

Mạng tập trung là gì?

Mạng tập trung được xây dựng xung quanh một máy chủ / nút chính tập trung duy nhất xử lý tất cả dữ liệu chính và lưu trữ dữ liệu người dùng và thông tin mà người dùng khác có thể truy cập.

Từ đây, các nút máy khách có thể được kết nối với máy chủ chính và gửi yêu cầu dữ liệu thay vì thực hiện chúng trực tiếp.

Hầu hết các dịch vụ web, bao gồm YouTube , cửa hàng ứng dụng dành cho thiết bị di động hoặc tài khoản ngân hàng trực tuyến của bạn, được điều phối bởi chủ sở hữu mạng tập trung, có nghĩa là tất cả các giao dịch dữ liệu trên các mạng này cần được bên thứ ba xác minh.

Mạng tập trung hiện là loại mạng được sử dụng rộng rãi nhất trên Internet.

Các mạng này phụ thuộc vào chủ sở hữu mạng trung tâm để kết nối tất cả người dùng và thiết bị vệ tinh khác – có nghĩa là có một điểm lỗi duy nhất có thể bị kẻ tấn công cố tình khai thác.

Lợi ích của mạng tập trung

• Triển khai đơn giản và nhanh chóng : Vì các chuỗi lệnh được xác định rõ ràng trong các mạng tập trung, việc ủy ​​quyền trong mạng tương đối đơn giản và ít yêu cầu gửi tin nhắn chéo hơn ở các cấp độ ủy quyền khác nhau. Cũng dễ dàng thêm và xóa các nút máy khách khỏi mạng bằng cách tạo hoặc xóa các kết nối giữa nút máy khách và máy chủ chính. Tuy nhiên, điều này không làm tăng sức mạnh xử lý của mạng.
• Bảo trì với chi phí hợp lý: Mạng tập trung có xu hướng là lựa chọn hiệu quả nhất về chi phí cho các hệ thống nhỏ hơn và yêu cầu ít tài nguyên hơn để cấu hình và bảo trì. Ngoài ra, khi người quản trị mạng cần sửa chữa hoặc cập nhật mạng, chỉ cần cập nhật máy chủ trung tâm. Điều này làm giảm thời gian và chi phí cần thiết để giữ cho mạng được cập nhật.
• Tính nhất quán : Với bản chất từ ​​trên xuống của mạng tập trung, việc chuẩn hóa các tương tác giữa máy chủ chính và các nút khách sẽ dễ dàng hơn. Điều này có thể dẫn đến trải nghiệm người dùng cuối nhất quán và hợp lý hơn. Ngoài ra, vì việc theo dõi và thu thập dữ liệu trên mạng là tương đối dễ dàng, các hoạt động không liên quan hoặc bất thường có thể được tận gốc và loại bỏ tùy theo mức độ ưu tiên và nhu cầu của mạng.

Nhược điểm của mạng tập trung

• Tăng rủi ro về thời gian chết : Bởi vì các mạng tập trung có một điểm lỗi duy nhất, nếu máy chủ chính bị lỗi, toàn bộ mạng có khả năng chuyển sang trạng thái ngoại tuyến. Do đó, các nút máy khách sẽ không thể tự gửi, nhận hoặc xử lý các yêu cầu của người dùng. Ngoài ra, việc bảo trì máy chủ có thể liên quan đến việc tạm thời tắt máy chủ chính, điều này có khả năng dẫn đến ngừng hoạt động dịch vụ và hậu quả là gây bất tiện / giảm độ tin cậy theo quan điểm của người dùng.
• Rủi ro bảo mật cao hơn : Việc có một điểm lỗi duy nhất cũng làm tăng khả năng vi phạm hoặc gián đoạn bảo mật do các mối đe dọa an ninh mạng như tấn công DDOS, vì chỉ có một mục tiêu có thể bị xâm phạm. Ngoài ra, vì chỉ có một kho lưu trữ trung tâm cho dữ liệu người dùng, các mạng tập trung sẽ luôn mang theo những rủi ro về quyền riêng tư vốn có. Nếu máy chủ chính bị hỏng hoặc bị ngắt kết nối, dữ liệu của nó có thể bị mất không thể khôi phục được.
• Khả năng mở rộng hạn chế : Các mạng tập trung có thể khó mở rộng quy mô vượt quá một điểm nhất định, vì cách duy nhất để làm điều này là bổ sung thêm dung lượng lưu trữ hoặc sức mạnh xử lý cho máy chủ trung tâm. Hơn nữa, nếu có những đợt bùng nổ lưu lượng truy cập trên mạng vượt quá lưu lượng mà mạng được thiết kế để xử lý, tắc nghẽn thông tin có thể phát sinh, với những người dùng ở xa máy chủ trung tâm bị tăng độ trễ.

Web phi tập trung là gì?

Ngược lại, một mạng phi tập trung phân phối khối lượng công việc xử lý thông tin trên nhiều thiết bị thay vì dựa vào một máy chủ trung tâm duy nhất.

Mỗi thiết bị riêng lẻ này đóng vai trò như một đơn vị trung tâm nhỏ giao tiếp độc lập với các nút khác.

Do đó, ngay cả khi một trong các nút chính bị lỗi hoặc bị xâm phạm, các máy chủ khác vẫn có thể tiếp tục cung cấp cho người dùng quyền truy cập vào dữ liệu và toàn bộ mạng sẽ tiếp tục hoạt động với giới hạn hoặc không bị gián đoạn.

Mạng phi tập trung được thực hiện nhờ những tiến bộ công nghệ gần đây đã cung cấp cho máy tính và các thiết bị khác sức mạnh xử lý đáng kể và có thể được đồng bộ hóa và sử dụng để xử lý phân tán.

Tuy nhiên, trong khi các mạng phi tập trung có sự khác biệt đáng kể so với các mạng tập trung, điều quan trọng cần lưu ý là các mạng phi tập trung không phân phối việc lưu trữ và xử lý dữ liệu đồng đều trên toàn bộ mạng và vẫn dựa vào các máy chủ chính, mặc dù nhiều hơn một trên mỗi mạng.

Lợi ích của web phi tập trung

• Tăng tính linh hoạt / khả năng mở rộng : Vì các mạng phi tập trung không có một điểm lỗi nào nên chúng có thể tiếp tục hoạt động ngay cả khi nút chính bị xâm phạm hoặc bị ngắt kết nối. Ngoài ra, mạng phi tập trung có thể dễ dàng mở rộng, vì bạn có thể chỉ cần thêm nhiều thiết bị hơn vào mạng để tăng sức mạnh xử lý của mạng và bảo trì mạng thường không yêu cầu tắt mạng hoàn toàn.
• Hiệu suất cao hơn : Yêu cầu của người dùng thường nhanh hơn khi sử dụng mạng phi tập trung vì quản trị viên mạng có thể tạo các nút chính ở các khu vực có hoạt động người dùng cao, trái ngược với việc định tuyến kết nối trên các khu vực rộng lớn đến một máy chủ tập trung duy nhất.
• Tăng cường quyền riêng tư : Mạng phi tập trung cung cấp mức độ riêng tư của người dùng cao hơn vì thông tin được lưu trữ trên mạng được phân phối trên nhiều điểm thay vì một điểm duy nhất. Điều này gây khó khăn cho việc giám sát luồng dữ liệu trên mạng và loại bỏ nguy cơ kẻ tấn công chỉ có một mục tiêu.

Nhược điểm của mạng phi tập trung

• Chi phí bảo trì cao : mạng phi tập trung có khả năng phục hồi cao hơn mạng tập trung. Điều này thường làm cho việc duy trì các mạng này tốn kém hơn và tốn thời gian hơn. Vì mạng phi tập trung sử dụng nhiều thiết bị để hỗ trợ hệ thống, điều này đặt ra gánh nặng tương xứng đối với nguồn lực CNTT của tổ chức. Kết quả là, các hệ thống phi tập trung thường không phù hợp với các tổ chức chỉ cần một hệ thống nhỏ vì tỷ lệ chi phí – lợi ích không thuận lợi trong những điều kiện này.
• Các vấn đề về điều phối : Vì các nút chính trong mạng phi tập trung hoạt động độc lập và có thể không tương tác với nhau, các tổ chức lớn hơn có thể gặp phải các vấn đề về điều phối và khó quản lý và hoàn thành các nhiệm vụ tập thể. Mặc dù đây là một tính năng có chủ ý của các mạng phi tập trung, nhưng điều đó có nghĩa là không phải tất cả các mô hình kinh doanh và cấu trúc tổ chức nhất thiết sẽ được hưởng lợi từ việc sử dụng mạng phi tập trung.

Mạng phân tán là gì?

Mạng phân tán tương tự như mạng phi tập trung theo nghĩa là nó loại bỏ một máy chủ chính tập trung duy nhất để có lợi cho nhiều chủ sở hữu mạng.

Tuy nhiên, mạng phân tán được tạo thành từ các nút bình đẳng, kết nối với nhau, có nghĩa là quyền sở hữu dữ liệu và tài nguyên tính toán được phân bổ đồng đều trên toàn bộ mạng.

Thuật ngữ “mạng phân tán” đôi khi được sử dụng để mô tả một mạng được phân phối đơn giản về mặt địa lý nhưng có thể tuân theo mô hình từ trên xuống của hệ thống phân cấp các nút. Tuy nhiên, trong hầu hết các trường hợp, thuật ngữ này đề cập đến một mạng trong đó vị trí của các nút và tài nguyên máy tính được phân bổ đồng đều.

Vì mạng WAN không có máy chủ trung tâm hoặc bộ tổng thể riêng biệt, gánh nặng xử lý dữ liệu được chuyển sang toàn bộ mạng, đồng thời cung cấp cho tất cả người dùng quyền truy cập dữ liệu bình đẳng.

Do đó, quá trình ra quyết định trong mạng phân tán thường liên quan đến việc bỏ phiếu của các nút riêng lẻ để chuyển sang trạng thái mới và hành vi cuối cùng của hệ thống thay đổi theo kết quả tích lũy của các quyết định mà mỗi nút riêng lẻ bỏ phiếu.

Các quy trình cụ thể mà WAN bỏ phiếu và đưa ra quyết định phụ thuộc vào cơ chế đồng thuận trong mạng.

Tất cả các hình thức ra quyết định phân tán liên quan đến sự tương tác của các thành phần mạng riêng lẻ với nhau để đạt được mục tiêu chung.

Do đó, do bản chất thực sự phi tập trung của chúng, các mạng phân tán cực kỳ linh hoạt và an toàn.

Ưu điểm và nhược điểm của chúng hoàn toàn lặp lại ưu điểm và nhược điểm của mạng phi tập trung, nhưng ở mức độ lớn hơn.

Lợi ích mạng phân tán

• Khả năng phục hồi đặc biệt : trong mạng phân tán, một nút có thể bị lỗi độc lập mà không ảnh hưởng đến phần còn lại của hệ thống, vì tải tính toán sẽ đơn giản được cân bằng lại giữa các nút còn lại. Kết quả là, các hệ thống dữ liệu phân tán có khả năng phục hồi cao hơn đáng kể so với các kiến ​​trúc mạng khác dựa trên một số dạng phân cấp nút từ trên xuống.
• Tốc độ và khả năng mở rộng : Mạng phân tán có khả năng mở rộng cao hơn mạng tập trung và phi tập trung. Chúng cũng thường có độ trễ thấp hơn do sự phân bổ đồng đều của sức mạnh xử lý và dữ liệu trên toàn mạng.
• Tăng tính minh bạch : Vì dữ liệu trong mạng phân tán được phân bổ đồng đều trên toàn bộ mạng, nên việc sửa đổi, kiểm duyệt hoặc phá hủy thông tin trên mạng thành công sẽ khó hơn nhiều. Kết quả là, các mạng phân tán vốn dĩ minh bạch hơn các hệ thống khác, đặc biệt với thực tế là chúng thường sử dụng mật mã để bảo vệ dữ liệu của mình.

Nhược điểm của mạng phân tán

• Chi phí bảo trì cao : Cũng như các mạng phi tập trung, mạng phân tán yêu cầu nhiều tài nguyên hơn để duy trì hoặc cấu hình lại, vì bất kỳ thay đổi quan trọng nào cũng yêu cầu cập nhật từng nút. Và vì các nút phân tán có độ trễ khác nhau và không theo dõi đồng hồ được chia sẻ, quản trị viên mạng không thể tạm thời ra lệnh hoặc nhật ký. Do đó, có thể khó thiết kế và gỡ lỗi các thuật toán cho một mạng phân tán.
• Các vấn đề về điều phối : trong trường hợp không có hệ thống phân cấp các nút, không có các nút cấp trên để kiểm soát hành vi của các nút cấp dưới, và do đó không có cách nào để điều chỉnh các nút riêng lẻ trong hệ thống. Do đó, có thể khó đưa ra quyết định kịp thời hoặc giải quyết các nhiệm vụ quy mô lớn. Chuỗi lệnh phi tập trung này có thể là một thách thức không thể vượt qua đối với một số doanh nghiệp và tổ chức nhất định. Ngoài ra, vì rất khó để bất kỳ nút đơn lẻ nào có được cái nhìn toàn cục về toàn bộ mạng, nên càng khó hơn đối với các nút riêng lẻ để đưa ra quyết định sáng suốt dựa trên trạng thái của các nút khác trong hệ thống.

Kết luận

Khi thảo luận về giá trị tương đối của các kiến ​​trúc mạng khác nhau, điều quan trọng cần nhớ là không có cấu hình nào vượt trội hơn cấu hình nào trong mọi môi trường. 

Điều đó nói lên rằng, Internet hiện đại phần lớn được xây dựng trên các mạng tập trung, vì vậy hầu hết các hệ thống kế thừa đều bao gồm một số dạng cấu hình tập trung.

Có rất nhiều đổi mới hiện đang diễn ra thông qua việc áp dụng rộng rãi hơn các cấu trúc mạng phân tán và phi tập trung, phần lớn được thiết kế để khắc phục những hạn chế của kiến ​​trúc hệ thống kế thừa.

Ví dụ, các hệ thống phân tán và phi tập trung có thể hiện thực hóa các ứng dụng lý thuyết trước đây như tài chính phi tập trung và tạo danh tính có chủ quyền.

Khi phạm vi các tùy chọn cấu hình mạng tiếp tục mở rộng, các tổ chức sẽ ngày càng có thể chọn kiến ​​trúc mạng phù hợp nhất với nhu cầu cụ thể của họ, thay vì cố gắng thiết kế xung quanh một tập hợp giới hạn các mô hình mạng.

Kết quả là, khi các kiến ​​trúc mạng thay thế trở nên phổ biến hơn, chính cấu trúc của thế giới kỹ thuật số cũng có thể chuyển sang một thứ gì đó phi tập trung và phân tán hơn.