Klatschprotokoll: Architektur, Arbeiten und ihre Anwendungen

Die Datenübertragung über ein großes Netzwerk (Blockchain) ist eine anspruchsvolle Aufgabe. Das Übertragen ähnlicher Daten an unzählige Knoten über das große Netzwerk verbraucht eine große Menge an Rechenleistung; Es dauert lange, bis es fertig ist, und begrenzt häufig den Datenwert, wenn es das letzte Ziel erreicht. Klatschprotokolle überwinden dieses Problem, indem sie ermöglichen, dass Daten von einem Knoten zu einem anderen Knoten übertragen werden, ähnlich wie zwei Personen, die bei jeder Tasse Tee über eine Information klatschen. Dieser Artikel beschreibt einen Überblick über a Kommunikationsprotokoll wie Klatsch Protokoll – Arbeiten mit Anwendungen.

Was ist das Klatschprotokoll?

Ein Kommunikationsprotokoll wie das Gossip-Protokoll ermöglicht einfach die gemeinsame Nutzung von Zuständen innerhalb verteilter Systeme. Moderne Systeme verwenden dieses Peer-to-Peer-Protokoll, um Informationen an alle Mitglieder innerhalb eines Clusters oder Netzwerks zu verteilen. Diese Art von Protokoll wird in einem dezentralisierten System verwendet, das keinen zentralen Knoten enthält, um alle Knoten zu verfolgen und zu wissen, ob ein Knoten ausgefallen ist oder nicht.

Das Gossip-Protokoll funktioniert nach einem ähnlichen Prinzip, wie Daten in sozialen Netzwerken übertragen werden. Gegenwärtig verwenden die meisten modernen Systeme diese Protokolle häufig, um Probleme zu lösen, die auf andere Weise schwer zu lösen sind, entweder aufgrund eines sehr großen Problems innerhalb der Struktur oder weil Gossip-Lösungen die effizientesten verfügbaren sind.

Gossip-Protokollarchitektur

Das Implementierung des Gossip-Protokolls kann innerhalb der Apache Cassandra-Datenbank erfolgen. Hier werden wir dieses Protokoll besprechen, wie Cassandra die Koordination zwischen Knoten erreicht und wie diese Knoten synchron bleiben. In der Cassandra-Datenbank sind alle Knoten ähnlich und haben eine Peer-to-Peer-Architektur und es gibt kein Master-to-Slave-Knotenkonzept.

Gossip ist das Nachrichtensystem, das Cassandra-Knoten und virtuelle Knoten verwendet haben, um ihre Daten zuverlässig miteinander zu machen. Es wird also verwendet, um den Replikationsfaktor innerhalb eines Clusters zu implementieren. Stellen wir uns also den Cassandra-Cluster wie ein Ringsystem vor, bei dem jeder Knoten eine bestimmte Aufteilung jeder Tabelle innerhalb der Datenbank enthält und nur mit zusammenhängenden Knoten kommunizieren kann.

Mal sehen, wie Cassandra die Koordination zwischen den Knoten erreicht. Nehmen wir also ein Beispiel mit 6 Knoten in einem Cluster von 1 bis 6. Im obigen Cluster können wir feststellen, dass Knoten 3 ausgefallen ist. Sobald also ein Knoten ausfällt, sendet er keine regelmäßigen Nachrichten mehr, und alle anderen finden es sofort heraus.

Im Klatschprotokoll, Netzwerkknoten tauschen regelmäßig Zustandsinformationen über sich selbst und über zusätzliche Knoten aus, die sie kennen. Dieses Protokoll wird jede Sekunde ausgeführt, um Zustandsmeldungen mit bis zu 3 anderen Knoten innerhalb des Clusters auszutauschen.

Gossip-Protokolle sind innerhalb von Cassandra äußerst nützlich, da Knoten Daten über sich selbst und die verbleibenden Knoten austauschen, über die sie gemunkelt haben. Dadurch lernen alle Knoten innerhalb des Clusters schnell etwas über die verbleibenden Knoten.

Wie funktioniert das Gossip-Protokoll?

Im Allgemeinen ermöglicht das Protokoll jedem Knoten, die Zustandsinformationen auf den anderen Knoten innerhalb des Clusters kontinuierlich zu verfolgen, z. B. welche Knoten zugänglich sind und für welche Schlüsselbereiche sie verantwortlich sind usw. Knoten innerhalb des Clusters übertragen Zustandsinformationen, um synchron zu warten. Das Gossip-Protokoll ist ein Peer-to-Peer-Kommunikationsmechanismus, bei dem Knoten regelmäßig Zustandsinformationen über sich selbst und andere ihnen bekannte Knoten austauschen.

Jeder Knoten beginnt für jede Sekunde eine Klatschrunde, um die Statusinformationen über sich selbst und andere Knoten mit einem anderen zufälligen Knoten auszutauschen. Damit sich jedes neue Vorkommen schließlich im gesamten System ausbreitet und alle Knoten schnell von allen anderen Knoten innerhalb eines Clusters erfahren.

Arten von Klatschprotokollen

Gossip-Protokolle sind in drei Arten verfügbar: Verbreitung, Anti-Entropie und Protokolle, die Aggregate berechnen, die unten diskutiert werden.

Verbreitungsprotokolle

Verbreitungsprotokolle werden auch Gerüchte verbreitende Protokolle genannt, da sie Klatsch zur Verbreitung von Informationen über das Netzwerk nutzen. Dies sind die gröbsten Klatschprotokolle, die für Blockchains verwendet werden. Wenn diese Protokolle dazu geeignet sind, Daten innerhalb eines kurzen Zeitrahmens an viele Knoten zu erhalten, können Daten unterwegs leicht beschädigt und modifiziert werden.

Anti-Entropie-Protokolle

Diese Art von Klatschprotokollen wird hauptsächlich verwendet, um die doppelten Daten zu reparieren, indem sie sie auswerten und die Vergleiche ändern. Das Hauptziel dieser Protokolle besteht darin, die Änderungen an Daten zu verringern, wenn sie zwischen Knoten übertragen werden, indem sie ausgewertet und die Daten geändert werden, um sicherzustellen, dass sie korrekt sind.

Protokolle, die Aggregate berechnen

Diese Protokolle sind auch als Aggregationsprotokolle bekannt, die eine Gesamtheit des Netzwerks durch Abtasten von Daten an den Knoten bearbeiten oder berechnen und die Werte vereinen, um einen systemweiten Wert zu erhalten. Diese Arten von Protokollen sind mit Anti-Entropie-Protokollen verwandt, obwohl sie um den Gedanken herum aufgebaut sind, jedem Knoten ein separates Element der zu übertragenden Daten zu übertragen, wonach die Daten zwischen den Knoten geteilt werden, um ein vollständiges Bild zu erhalten.

Klatschprotokollalgorithmus

Gossip-Algorithmen sind asynchrone Datenaustauschprotokolle, die auf Gossip aufbauen, andernfalls ist der Stil von Gerüchten unzuverlässig. Aufgrund ihrer enormen Einfachheit und breiten Anwendbarkeit hat sich dieser Algorithmus als kanonische Architekturlösung herausgestellt, insbesondere für die Netzwerke der kommenden Generation.

In einem Klatschprotokollalgorithmus tauscht jeder Knoten innerhalb des Netzwerks periodisch Informationen mit einer Teilmenge von Knoten aus. Normalerweise ist diese Teilmenge die Menge der Nachbarn jedes Knotens. Jeder Knoten hat nur eine lokale Netzwerkansicht. Jeder Knoten erhält einige gewünschte universelle Daten über eine bestimmte Nr. von periodischen Aktualisierungen der Knoten.

Vorteile und Nachteile

Das Vorteile des Klatschprotokolls füge folgendes hinzu.

• Diese Protokolle sind extrem skalierbar.
• Alle Knoten in diesem Protokoll arbeiten gleich und haben keine unterschiedliche oder spezielle Funktion. Sobald ein Fehler innerhalb eines oder mehrerer Knoten auftritt, wird er die anderen Knoten innerhalb des Netzwerks für die Datenverteilung nicht unterbrechen oder beeinflussen. In ähnlicher Weise können die Knoten zwischen Paaren ohne Einschränkungen durch das Netzwerk hindurchgehen oder sich von diesem entfernen, ohne dessen Funktion zu beeinträchtigen.
• Diese Protokolle verteilen Daten völlig autonom und dezentral.
• Diese Arten von Protokollen haben die Fähigkeit, korrekt zu funktionieren, da Knoten die Fähigkeit haben, Daten mit vielen Knoten innerhalb des Peer-Netzwerks zu teilen und zu verteilen.

Das Nachteile des Klatschprotokolls füge folgendes hinzu.

• Diese Protokolle verleihen dem System Stärke, indem sie Knoten im Netzwerk kontinuierlich arbeiten lassen, ohne das Auftreten von Fehlern zu unterbrechen.
• Eine hohe Redundanz kann zu einer maximalen Bandbreitenanforderung führen, sodass es zu Netzwerkstörungen kommen kann.

Anwendungen

Das Anwendungen des Klatschprotokolls Ich schließe Folgendes ein.

• Das Gossip-Protokoll wird hauptsächlich verwendet, um die Probleme zu beheben, die durch Multicasting aufgetreten sind.
• Es ist eine Art der Kommunikation, wo immer ein Teil des Klatsches oder der Information in diesem Zustand von einem Knoten oder mehreren Knoten zu einer Menge anderer Knoten innerhalb eines Netzwerks übertragen wird.
• Diese Protokolle werden von verschiedenen Verteilungsnetzwerken verwendet, um Daten schnell und zuverlässig zu verteilen.
• Diese werden von Bitcoin verwendet, um inkonstante Werte über seine Mining-Knoten zu verteilen.
• Diese werden hauptsächlich verwendet, um einen Kommunikationskanal zu schaffen, über den alle Knoten des Netzwerks Informationen erhalten und Paarungen entdecken können, die die Verteilung von Metadaten unterstützen.
• Klatschprotokolle werden von der Ripples-Datenbank verwendet, um Informationen über den Zustand und die Merkmale ihrer Ringe zu übertragen.
• Dynamo verwendet das Gossip-Protokoll, um Mitgliedschaften zu verfolgen. Es ermöglicht Ihnen, neue Programmteilnehmer zu entdecken und eventuelle Fehlfunktionen zu beobachten.
• Diese Protokolle werden im Dienstnetzwerk Consul sowohl zur Erkennung als auch zur Identifizierung neuer Mitglieder von Netzwerkausfällen oder potenziellen Ausfällen verwendet.
• Das Consul-Netzwerk verwendet diese Protokolle, um Informationen über neue Dienste und Ereignisse im Netzwerk sicher und schnell weiterzuleiten.

Es geht also um alles eine Übersicht über ein Klatschprotokoll – Arbeiten mit Anwendungen. Gossip-Protokolle sind so effektiv, dass eine Gossip-Protokollfehlererkennung in verteilten und großen Systemen auf asynchrone Weise einfach möglich ist. Hier ist eine Frage an Sie: Was sind Gossip-Protokollbeispiele?