Блокчейн структурно является многоранговой сетью с топологией клиент сервер

Лекция 12

Компьютерная сеть — система обмена информацией между различными компьютерами.

Компьютеры, входящие в сеть, могут совместно использовать различные ресурсы: данные, принтеры, модемы, дисковые накопители и др. устройства.

Абоненты сети – объекты, вырабатывающие или потребляющие информацию в сети. Абонентами могут быть отдельные ЭВМ, комплексы ЭВМ, терминалы, станки с числовым программные управлением и т.п.

Станция – аппаратура, которая выполняет функции, связанные с приемом и передачей информации.

Для организации взаимодействия абонентов необходима физическая передающая среда — линии связи или пространство, в котором распространяются электрические сигналы, и аппаратура передачи данных.

По территориальному расположению: локальные и глобальные. Локальная сеть – это компьютерная сеть, ограниченная по количеству включенных в нее компьютеров и располагающаяся в пределах одного здания. Глобальная сеть – совокупность локальных сетей, связанных коммуникационными каналами (кабельное подключение, модем, спутниковое подключение).

По принципу работы: одноранговые и многоранговые.

Сервер сети – это специальная система управления сетевыми ресурсами общего доступа и предоставляющая свои ресурсы сетевым пользователям. Сервер является комбинацией аппаратного и программного обеспечения.

Клиент сети – компьютер, осуществляющий доступ к сетевым ресурсам, предоставляемым сервером.

В одноранговой сети все компьютеры равноправны, т.е. нет иерархии среди компьютеров и нет выделенного сервера. Каждый компьютер работает и как клиент, и как сервер. Пользователи самостоятельно решают, какие данные сделать общедоступными по сети. Данные сети обычно дешевле сетей на основе сервера, но требуют более мощных компьютеров. В этих сетях требования к производительности и к уровню защиты информации, как правило ниже, чем в сетях с выделенным сервером.

Достоинства одноранговых сетей:

• Сеть проста в установке и обслуживании, для ее создания не требуется дополнительного ПО, т.е. ее стоимость минимальна.
• В данной сети нет необходимости в специальной должности администратора. Все задачи по администрированию сети выполняют владельцы компьютеров.
• Сеть не зависит от функционирования входящих в нее компьютеров.

• Компьютеры не способных обслуживать большое количество соединений, что приводит к значительному снижению производительности.
• Отсутствие централизованной организации затрудняет поиск данных в сети.
• Необходимость администрирования пользователями собственных компьютеров требует от них определенной подготовки.
• Слабая система защиты данных.

• Сильная централизованная защита. Проверка прав доступа осуществляется лишь один раз – при входе в систему;
• Выделенные серверы работают в режиме разделения ресурсов быстрее, чем компьютеры в одноранговой сети;
• Пользователи освобождаются от выполнения административных обязанностей по управлению ресурсами.
• Простое управление пи большом количестве пользователей.
• Централизованная организация, предотвращающая потерю данных на компьютерах.

• Дорогое специализированное аппаратное и программное обеспечение.
• Необходимость в специальной должности администратора.

Компоненты компьютерной сети

• Аппаратные компоненты (сетевые адаптеры, повторители, концентраторы, маршрутизаторы);
• ПО (сетевые протоколы, сетевые службы сервера и клиента сети).

Сетевой адаптер (сетевая карта) – через него компьютеры выполняют все функции, необходимые для коммуникации в сети, и через них компьютер взаимодействует с сетью. Преобразовывают данные из формата,, в каком они хранятся на компьютере, в формат, пригодный для передачи по кабелю, и обеспечивают физическое соединение с сетью.

Повторители – устройства сетевого взаимодействия, усиливающие сигнал для передачи его на большие расстояния. Воспроизводят электрические и световые сигналы, использующиеся для увеличения расстояния, на которые сигнал может распространяться. Усиливают сигнал путем его ретрансляции (повторной передачи). Использование повторителя позволяет преодолеть ограничение на максимальное расстояние передачи сигнала для данной передающей среды (коаксильный кабель, витая пара). Сетевой концентратор (хаб) – устройство сетевого взаимодействия, связывающее сетевые сегменты в центральном пункте. Выступает в качестве связующего звена, объединяющего компьютеры. При этом каждый компьютер взаимодействует с другими только через концентратор. Применение концентраторов обеспечивает простую расширяемость сети, для этого достаточно проложить новый кабель от компьютера к центральному узлу и подключить его к концентратору. Допускается расширение сети путем создания цепочки концентраторов.

Маршрутизатор – используется для соединения между собой вычислительных сетей, выполняет маршрутизацию посредством использования специальных алгоритмов для определения оптимального пути доставки данных.

В обязанности маршутизатора входит передача пакета данных из одной сети в другую. Процесс доставки пакетов данных между сетями называется маршрутизацией, а путь, который используется для доставки данных – маршрутом. Топология сети Данный термин характеризует физическое расположение компьютеров, кабелей и других компонентов сети. Топология сети обуславливает ее характеристики, влияет на состав необходимого сетевого оборудования, возможности расширения сети, способ управления сетью. 4

Источник

Многоуровневая архитектура блокчейна

Содержимое блокчейна хранится где-то на сервере в центре обработки данных на этом прекрасном земном шаре. Клиенты запрашивают контент или данные с серверов приложений во время просмотра веб-страниц или использования любых приложений (архитектура клиент-сервер).

Блокчейн — это одноранговая сеть компьютеров, которая упорядоченно вычисляет, проверяет и записывает транзакции в общий реестр. В результате создается распределенная база данных, в которой хранятся все данные, транзакции и другие соответствующие данные. Узел — это компьютер в сети P2P.

Уровень данных

Структура данных блокчейна выражается в виде связанного списка блоков, в которых упорядочены транзакции. Структура данных блокчейна состоит из двух основных элементов: указателей и связанного списка. Связанный список — это список связанных блоков с данными и указателями на предыдущий блок.

Указатели — это переменные, которые ссылаются на позицию другой переменной, а связанный список — это список связанных блоков с данными и указателями на предыдущий блок. Дерево Меркла — это бинарное дерево хэшей. Каждый блок содержит корневой хэш дерева Меркла и такую ​​информацию, как хэш предыдущего блока, временная метка, одноразовый номер, номер версии блока и текущая цель сложности.

Для систем блокчейна дерево Меркла обеспечивает безопасность, целостность и неопровержимость. Система блокчейн построена на деревьях Меркла, криптографии и алгоритмах консенсуса. Поскольку первый блок в цепочке, блок генезиса, он не содержит указателя.

Для безопасности данных, содержащихся в блокчейне, транзакции подписываются цифровой подписью. Закрытый ключ используется для подписи транзакций, и любой, у кого есть открытый ключ, может проверить подписавшего.

Сетевой уровень

Сетевой уровень, обычно называемый уровнем P2P, отвечает за взаимодействие между узлами. Обнаружение транзакций, распространение блоков происходит на сетевом уровне.

Этот уровень P2P гарантирует, что узлы могут находить друг друга и взаимодействовать, распространять и синхронизировать информацию, чтобы поддерживать сеть блокчейна в законном состоянии. Сеть P2P — это компьютерная сеть, в которой узлы распределены и разделяют рабочую нагрузку сети для достижения общей цели. Транзакции блокчейна выполняются узлами.

Уровень консенсуса

Уровень консенсуса — самый необходимый и критический уровень в любом блокчейне. Он отвечает за проверку блоков, их упорядочивание и гарантию того, что все согласны с текущим состоянием блокчейна.

Прикладной уровень

Смарт-контракты, децентрализованные приложения (DApps) составляют прикладной уровень. Протоколы прикладного уровня подразделяются на прикладной и исполнительный уровни.

Уровень приложений включает в себя программы, которые конечные пользователи используют для связи с сетью блокчейна. Сценарии, интерфейсы прикладного программирования (API), пользовательские интерфейсы и фреймворки.

Смарт-контракты — это часть уровня исполнения.

Транзакция перемещается с уровня приложения на уровень выполнения. Приложения дают инструкции исполнительному слою, который выполняет транзакции и обеспечивает детерминированный характер блокчейна.

Источник