Peer-to-Peer (P2P) Architecture

Por que confiar em nós

Peer-to-peer architecture é uma estrutura que descreve como os nós (peers) em uma rede peer-to-peer descentralizada podem se comunicar, interagir e compartilhar recursos. Isto posto, saiba o que é e como funciona a Peer-to-peer architecture no artigo abaixo.

O que é Peer-to-Peer (P2P) Architecture?

Uma peer-to-peer architecture é uma estrutura que descreve como os nós (peers) em uma rede peer-to-peer descentralizada podem se comunicar, interagir e compartilhar recursos.

Arquiteturas P2P são comumente usadas para construir redes ad hoc distribuídas, redes mesh e redes de sobreposição P2P que não dependem de um servidor central ou autoridade para mediar interações.

Principais conclusões

  • Arquiteturas peer-to-peer fornecem uma estrutura para construir redes descentralizadas P2P.
  • Elas podem ser não estruturadas, estruturadas ou uma combinação híbrida de ambas.
  • Redes peer-to-peer virtuais sobrepõem uma arquitetura P2P em cima de uma rede cliente-servidor como a Internet.
  • Originalmente, arquiteturas P2P eram usadas para construir redes onde cada nó era um cliente e um servidor.
  • Hoje, muitas arquiteturas P2P têm algum grau de centralização para melhorar a escalabilidade e o desempenho da rede.

Tipos de P2P Architectures

A implementação específica de uma arquitetura P2P determina como as conexões de rede são gerenciadas, como os dados fluem, as funções e responsabilidades de cada nó de rede e como os recursos são compartilhados.

Atualmente, há três tipos principais de arquiteturas P2P:

  1. P2P não estruturado

    Cada nó pode atuar como um cliente e um servidor.
  2. P2P estruturado

    Cada nó recebe uma função específica para localizar e manter dados.
  3. P2P híbrido

    Os “supernós” atuam como hubs centralizados para certas funções de gerenciamento de rede, mas a troca de dados real acontece diretamente entre os pares.

Modelos de sobreposição de P2P Architectures

Uma arquitetura P2P de sobreposição é uma estrutura para construir redes P2P virtuais sobre outra rede como a Internet. A sobreposição facilita interações P2P específicas como roteamento e armazenamento de dados.

Arquiteturas de rede de sobreposição podem ser não estruturadas, estruturadas ou híbridas, dependendo de como os pares são conectados e como os dados são gerenciados.

Como a Peer-to-Peer Architecture funciona

A maneira como uma arquitetura P2P funciona depende muito de como os nós da rede se conectam.

  • Em uma arquitetura não estruturada, os nós se conectam aleatoriamente e pesquisam recursos na rede.
  • Em uma arquitetura P2P estruturada, as conexões entre os nós são baseadas em um algoritmo específico ou tabela de hash distribuída (DHT) como Kademlia.
  • Em uma arquitetura P2P híbrida, as conexões dos nós podem ser aleatórias ou hierárquicas, dependendo do propósito da rede.

Protocolos Peer-to-Peer

Arquitetos de rede peer-to-peer (P2P) podem adaptar protocolos P2P para garantir que suas redes descentralizadas possam suportar casos de uso específicos. O propósito dos protocolos é garantir que os dados sejam distribuídos eficientemente pela rede e que os nós possam localizar e trocar dados entre si.

Protocolo P2P  Propósito
BitTorrent Compartilhamento de arquivos
Tor Comunicação anônima
Kademlia Tabela de hash distribuída (DHT) para localização e roteamento de recursos
IPFS (InterPlanetary File System) Armazenamento e compartilhamento de arquivos descentralizados
Freenet Comunicação anônima, compartilhamento de arquivos e publicação
Ethereum Aplicações descentralizadas (DApps) e contratos inteligentes
I2P (Invisible Internet Project) Comunicação anônima
RetroShare Mensagens instantâneas e compartilhamento de arquivos
Syncthing Sincronização de arquivos

Casos de uso da P2P Architecture

Como as arquiteturas peer-to-peer são fundamentalmente descentralizadas, elas têm uma grande variedade de casos de uso.

Um dos casos de uso mais comuns é permitir que usuários finais compartilhem arquivos diretamente entre si sem a necessidade de um servidor central.

A arquitetura também é essencial para projetos de computação distribuída como SETI@home, onde tarefas computacionais são divididas e processadas entre vários pares para aproveitar recursos ociosos.

As arquiteturas P2P também desempenham um papel importante no design de plataformas de criptomoeda, redes de entrega de conteúdo e aplicativos de comunicação em tempo real.

Casos de uso de P2P Propósito Exemplo
Compartilhamento de arquivos Permitir que pares de rede troquem arquivos diretamente. Gnutella
Criptomoeda Realizar transações financeiras P2P. Bitcoin
Computação distribuída Use o poder de computação ocioso de vários dispositivos para resolver problemas complexos. Folding@home
Distribuição de conteúdo Permitir que os pares da rede transfiram multimídia diretamente. LivePeer
Comunicação Permitir comunicação anônima entre usuários. Wire
Mercados descentralizados Dê suporte ao comércio P2P. Origin Protocol DeFi products
Sobreposições de jogos Permita que os jogadores se comuniquem diretamente entre si durante o jogo por meio de uma conexão ponto a ponto. AmongUsP2P
Blockchain Habilitar livros-razão descentralizados. Ethereum
Empréstimo de P2P Facilitar empréstimos e financiamentos diretos entre indivíduos. Prosper

Desafios da Peer-to-Peer Architecture

Arquiteturas P2P podem ter desafios relacionados à segurança cibernética porque, sem uma autoridade central, pode ser desafiador impor controles de segurança uniformemente em todos os pares.

Como cada par pode ser potencialmente um cliente e um servidor, a segurança P2P depende da postura de segurança de cada par individual, que pode variar amplamente e levar a vulnerabilidades potenciais.

Se até mesmo um nó na rede usar senhas fracas ou tiver software desatualizado ou configurações mal configuradas, um agente de ameaça pode usá-lo para distribuir malware ou se envolver em outras atividades prejudiciais.

Prós e Contras da Peer-to-Peer Architecture

Embora a falta de controle central seja uma vantagem importante do uso de uma arquitetura peer-to-peer, ela também torna desafiador identificar e isolar nós comprometidos, especialmente se seu endereço IP for mascarado por uma rede privada virtual (VPN).

Se os prós superam os contras depende da aplicação específica e de seus requisitos.

Prós

  • Não há um único ponto de falha (SPoF), pois a rede não depende de um servidor central. Se um nó falhar, a rede ainda pode funcionar
  • Redes P2P naturalmente escalarão os recursos de rede conforme mais pares se juntam
  • Como não há necessidade de um servidor central, o custo de configuração e manutenção da rede pode ser menor
  • Redes P2P podem oferecer um grau de anonimato e privacidade, pois não há uma autoridade central controlando ou monitorando a rede

Contras

  • Sem uma autoridade central, pode ser desafiador impor políticas de segurança de rede uniformemente em todos os nós
  • Pode ser difícil garantir a integridade dos dados em todos os pares se os nós se juntam e saem aleatoriamente
  • Embora as redes P2P possam escalar facilmente, o desempenho pode degradar se muitos pares precisarem acessar os mesmos recursos simultaneamente
  • Sem controle central, pode ser difícil evitar a distribuição de conteúdo prejudicial ou antiético

Resultado Final

Arquiteturas peer-to-peer, por definição, devem ser descentralizadas. Na vida real, no entanto, muitas redes P2P têm arquiteturas estruturadas ou híbridas que incorporam algum nível de centralização para equilibrar os benefícios da descentralização com os requisitos práticos para o desempenho da rede no mundo real.

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FAQs

O que é uma arquitetura peer-to-peer em termos simples?

Qual é a diferença entre arquitetura P2P e cliente-servidor?

Na arquitetura de rede, o que significa p2p?

O que é um exemplo de uma arquitetura peer-to-peer?

Margaret Rouse
Technology expert
Margaret Rouse
Especialista em Tecnologia

Margaret é uma premiada redatora e professora conhecida por sua habilidade de explicar assuntos técnicos complexos para um público empresarial não técnico. Nos últimos vinte anos, suas definições de TI foram publicadas pela Que em uma enciclopédia de termos tecnológicos e citadas em artigos do New York Times, Time Magazine, USA Today, ZDNet, PC Magazine e Discovery Magazine. Ela ingressou na Techopedia em 2011. A ideia de Margaret de um dia divertido é ajudar os profissionais de TI e de negócios a aprenderem a falar os idiomas altamente especializados uns dos outros.