Τι είναι ένας χώρος δεδομένων και πώς να δημιουργήσετε κοινόχρηστο dataspace από ομοτίμους;

Ένας χώρος δεδομένων, στο πλαίσιο των κατανεμημένων συστημάτων και της ανταλλαγής δεδομένων, αναφέρεται σε μια κοινή περιοχή ή περιβάλλον όπου μπορούν να έχουν πρόσβαση σε πολλές οντότητες (π.χ. εφαρμογές, συσκευές ή χρήστες). Σκεφτείτε το ως κοινό έδαφος για την ανταλλαγή δεδομένων, συχνά παρέχοντας μηχανισμούς για συγχρονισμό, συνέπεια και έλεγχο πρόσβασης. Είναι διαφορετικό από μια κεντρική βάση δεδομένων, επειδή τα δεδομένα δεν διαχειρίζονται απαραιτήτως μια ενιαία αρχή. Αντ 'αυτού, τα δεδομένα ενδέχεται να διανεμηθούν σε διάφορους κόμβους και να έχουν πρόσβαση σε συνεργασία.

Δεν υπάρχει ενιαίος, καθολικά τυποποιημένος τρόπος για να δημιουργηθεί ένας "κοινόχρηστος χώρος δεδομένων". Η εφαρμογή εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από το επιθυμητό επίπεδο αποκέντρωσης, ασφάλειας και συνέπειας των δεδομένων. Ωστόσο, μπορούν να χρησιμοποιηθούν αρκετές προσεγγίσεις, αξιοποιώντας διαφορετικές τεχνολογίες:

προσεγγίσεις για τη δημιουργία κοινόχρηστων χώρων δεδομένων:

1. Κατανεμημένοι πίνακες κατακερματισμού (DHTS): Τα DHTs είναι αποκεντρωμένες κατανεμημένες βάσεις δεδομένων που χρησιμοποιούν μια λειτουργία κατακερματισμού για τη διανομή δεδομένων σε ένα δίκτυο κόμβων. Κάθε κόμβος είναι υπεύθυνος για ένα συγκεκριμένο τμήμα του χώρου δεδομένων. Παραδείγματα περιλαμβάνουν την Kademlia και τη χορδή. Η δημιουργία ενός κοινού χώρου δεδομένων με ένα DHT περιλαμβάνει:

* Επιλογή εφαρμογής DHT: Επιλέξτε μια βιβλιοθήκη ή ένα πλαίσιο που υλοποιεί έναν αλγόριθμο DHT (όπως η Kademlia στην Python ή μια βιβλιοθήκη Java).

* Ανάπτυξη κόμβου: Ανάπτυξη κόμβων σε όλο το δίκτυο.

* Αποθήκευση και ανάκτηση δεδομένων: Χρησιμοποιήστε το API της DHT για να αποθηκεύσετε και να ανακτήσετε δεδομένα με βάση τα πλήκτρα. Το DHT χειρίζεται αυτόματα τη δρομολόγηση και τη διανομή δεδομένων.

* Συμφωνία δεδομένων: Τα DHTs συνήθως προσφέρουν ενδεχόμενη συνέπεια, πράγμα που σημαίνει ότι τα δεδομένα θα είναι τελικά συνεπή μεταξύ των κόμβων, αλλά όχι αμέσως. Απαιτούνται πιο πολύπλοκες μηχανισμοί για έντονη συνέπεια.

2. Τεχνολογία blockchain: Ενώ είναι κυρίως γνωστό για κρυπτοσυχνότητες, το blockchain μπορεί επίσης να χρησιμεύσει ως θεμέλιο για ένα κοινό χώρο δεδομένων. Τα δεδομένα καταγράφονται ως αμετάβλητα μπλοκ, δημιουργώντας ένα διαφανές και ελεγχόμενο αρχείο. Ωστόσο, η γραφή δεδομένων σε ένα blockchain είναι συχνά πιο αργή και πιο ακριβή από άλλες μεθόδους. Η οικοδόμηση ενός κοινού χώρου δεδομένων από ομοτίμους χρησιμοποιεί το blockchain απαιτεί:

* Επιλογή πλατφόρμας blockchain: Επιλέξτε μια κατάλληλη πλατφόρμα blockchain (π.χ. Ethereum, Hyperledger Fabric).

* Έξυπνη ανάπτυξη συμβολαίων: Αναπτύξτε έξυπνες συμβάσεις για τη διαχείριση του ελέγχου πρόσβασης, της αποθήκευσης δεδομένων και του χειρισμού των δεδομένων εντός του blockchain.

* Αναπαράσταση δεδομένων: Σχεδιάστε έναν τρόπο να αντιπροσωπεύετε δεδομένα στο blockchain, ενδεχομένως χρησιμοποιώντας IPFs για μεγαλύτερα σύνολα δεδομένων.

* Μηχανισμός συναίνεσης: Ο μηχανισμός συναίνεσης του επιλεγμένου blockchain (π.χ., απόδειξη εργασίας, απόδειξη-από-φοιτητή) διέπει τον τρόπο με τον οποίο τα δεδομένα επικυρώνονται και προστίθενται στο blockchain.

3. Συστήματα κοινής χρήσης αρχείων από ομοτίμους (P2P):Συστήματα όπως το BitTorrent μπορούν να προσαρμοστούν για να δημιουργήσουν έναν πιο δομημένο κοινό χώρο. Αυτή η προσέγγιση θα περιλαμβάνει την ανάπτυξη ενός πρωτοκόλλου που καθορίζει τον τρόπο με τον οποίο τα δεδομένα οργανωμένα, κοινά και προσπελάσιμα στο δίκτυο P2P.

4. Αντιγραφή βάσης δεδομένων και ομαδοποίηση:Αν και δεν είναι αυστηρά "peer-to-peer" με την ίδια έννοια με το DHTS ή το blockchain, η αναπαραγωγή μιας βάσης δεδομένων σε πολλαπλούς κόμβους μπορεί να επιτύχει ένα κοινό χώρο δεδομένων. Αυτό απαιτεί εξελιγμένους μηχανισμούς για συγχρονισμό δεδομένων και επίλυση συγκρούσεων. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν τεχνολογίες όπως η Cassandra, το MongoDB ή το PostgreSQL με χαρακτηριστικά αναπαραγωγής.

Προκλήσεις στη δημιουργία κοινών χώρων δεδομένων:

* Συμφωνία δεδομένων: Η διατήρηση της συνέπειας των δεδομένων σε πολλαπλούς κόμβους μπορεί να είναι πολύπλοκη, ιδιαίτερα σε αποκεντρωμένα περιβάλλοντα.

* Ασφάλεια: Η προστασία των δεδομένων από μη εξουσιοδοτημένη πρόσβαση και χειραγώγηση είναι ζωτικής σημασίας. Οι μηχανισμοί ελέγχου κρυπτογραφίας και πρόσβασης είναι απαραίτητοι.

* Επιμελητικότητα: Το σύστημα θα πρέπει να είναι σε θέση να χειριστεί έναν αυξανόμενο αριθμό κόμβων και όγκου δεδομένων.

* ανοχή σφάλματος: Το σύστημα θα πρέπει να συνεχίσει να λειτουργεί ακόμη και αν ορισμένοι κόμβοι αποτύχουν.

* λανθάνουσα κατάσταση δικτύου: Οι καθυστερήσεις επικοινωνίας μεταξύ των κόμβων μπορούν να επηρεάσουν την απόδοση.

Η "καλύτερη" προσέγγιση εξαρτάται από τις συγκεκριμένες απαιτήσεις της αίτησής σας. Εξετάστε παράγοντες όπως το μέγεθος των δεδομένων, η ανάγκη για συνέπεια των δεδομένων, απαιτήσεις ασφαλείας και χρειάζεται η επεκτασιμότητα κατά την επιλογή μιας τεχνολογίας. Πολλές υλοποιήσεις συχνά περιλαμβάνουν μια υβριδική προσέγγιση, συνδυάζοντας διαφορετικές τεχνολογίες για την επίτευξη της επιθυμητής λειτουργικότητας.