Sistem terdistribusi: kerangka tak terlihat dari internet dan Blockchain

Tahukah kamu? Jaringan, Blockchain, dan layanan cloud yang kamu gunakan saat ini semuanya berjalan dengan satu logika yang sama—sistem terdistribusi. Secara sederhana, ini berarti membagi satu tugas besar kepada beberapa komputer untuk dikerjakan secara bersamaan, kemudian mereka saling berkomunikasi untuk mencapai tujuan. Kedengarannya tidak rumit, tetapi sistem ini menopang seluruh internet.

Apa itu sistem terdistribusi?

Bayangkan Anda harus memproses 10 miliar data transaksi. Satu komputer akan memakan waktu yang sangat lama. Tetapi jika Anda membagi data menjadi 100 bagian, dan memberikan 100 komputer untuk memprosesnya secara bersamaan, Anda hanya memerlukan 1/100 dari waktu untuk menyelesaikannya. Inilah logika inti dari terdistribusi - pemrosesan paralel, mengurangi tekanan.

Sistem terdistribusi mencakup tiga bagian kunci:

1. Beberapa node independen

Setiap komputer adalah sebuah node, dapat beroperasi secara independen, dan juga dapat bekerja sama satu sama lain. Seperti kawanan lebah, setiap lebah memiliki tugasnya sendiri, tetapi bekerja sama dengan erat.

2. Lapisan komunikasi jaringan

Informasi disampaikan antar node melalui protokol jaringan (TCP/IP, HTTP, dll). Ini adalah kunci - jika komunikasi bermasalah, seluruh sistem bisa lumpuh.

3. Middleware

Bertanggung jawab untuk mengoordinasikan pekerjaan setiap node, memastikan mereka bergerak seirama.

Mengapa semua orang menggunakan terdistribusi?

Keunggulan Melimpah:

• Kinerja Tinggi: Banyak komputer bekerja, kecepatannya sangat cepat.
• Kemampuan toleransi kesalahan yang kuat: Jika satu komputer mati, yang lainnya tetap berjalan, sistem tidak akan crash.
• Skalabilitas: Pengguna bertambah? Tambahkan satu komputer saja, tidak perlu membangun ulang seluruhnya.
• Ketersediaan Tinggi: Layanan 7×24 tanpa henti

Misalnya, dalam jaringan Bitcoin, ribuan node di seluruh dunia memverifikasi transaksi secara bersamaan, dan kegagalan satu node tidak memengaruhi seluruh jaringan. Inilah yang disebut ketahanan terdistribusi.

Namun kekurangan juga jelas:

• Kesulitan koordinasi: Banyak node perlu menyinkronkan informasi, mudah terjadi ketidakcocokan data.
• Tingkat kompleksitas tinggi: Biaya desain dan pemeliharaan sangat besar, memerlukan tenaga ahli.
• Risiko Deadlock: Saat beberapa proses bersaing untuk sumber daya, mudah untuk saling menunggu dan terjebak.

Sistem terdistribusi apa yang ada di dunia nyata?

Blockchain (Jebakan Terdistribusi Utama)

Semua fitur yang Anda inginkan ada di dalamnya — desentralisasi, keamanan tinggi, dan anti manipulasi. Buku besar terdistribusi di node global, setiap node memiliki salinan lengkap, hacker harus menyerang lebih dari 51% node untuk berbuat curang, biayanya sangat tinggi.

Mesin Pencari

Google menggunakan ribuan server untuk melakukan crawling terdistribusi pada halaman web, membangun indeks, dan memproses query. Saat Anda melakukan pencarian, backend mungkin menggerakkan 100 komputer.

Platform Media Sosial

Data pengguna Facebook dan Twitter tersebar di berbagai pusat data di seluruh dunia, jika satu mengalami gangguan, yang lain akan menggantikan.

komputasi awan

AWS, Azure semuanya terdistribusi. Server cloud Anda sebenarnya adalah mesin virtual di suatu pusat data, yang menjalankan penyimpanan dan komputasi terdistribusi di lapisan bawah.

Jenis-jenis sistem terdistribusi apa saja?

1. Mode Klien-Server

Browser Anda adalah klien, server situs web adalah server. Arsitektur yang paling umum.

2. Jaringan P2P

Setiap node berfungsi sebagai klien dan juga server. Mode ini digunakan dalam unduhan BitTorrent dan penyimpanan IPFS. Tanpa server terpusat, secara teoritis lebih sulit untuk dikendalikan.

3. Basis Data Terdistribusi

Tabel database tersebar di banyak mesin. Basis data pesanan di platform e-commerce dan basis data pengguna di jejaring sosial disimpan seperti ini, memerlukan ketersediaan tinggi dan respons cepat.

4. Campuran

Menggabungkan berbagai arsitektur. Misalnya, beberapa proyek Web3 menggunakan penyimpanan data P2P dan menyediakan antarmuka kueri dengan model klien-server.

Fitur Utama yang Harus Kamu Ketahui

Konkruensi

Banyak tugas berjalan secara bersamaan. Keuntungannya adalah efisiensi tinggi, kerugiannya adalah mudah terjadi kondisi balapan (race condition) dan kebuntuan.

Skalabilitas

Menambahkan node dapat secara linier meningkatkan kinerja (dalam situasi ideal). Dalam praktiknya, akan ada hambatan jaringan.

Toleransi Kesalahan

Beberapa kegagalan tidak akan menyebabkan sistem secara keseluruhan mati. Ini dicapai melalui redundansi, pencadangan, dan pemindahan kegagalan.

Konsistensi Data

Ini yang paling sulit. Ketika beberapa node mengubah data secara bersamaan, bagaimana memastikan semua salinan konsisten? Blockchain menyelesaikannya dengan proof of work, sementara basis data terdistribusi menyelesaikannya dengan komitmen dua fase atau konsistensi akhir.

Transparansi

Pengguna tidak merasakan bahwa sistemnya terdistribusi, seperti menggunakan satu komputer. Ini memerlukan desain yang cermat.

Tren Masa Depan

Komputasi kluster semakin murah, pemrosesan data besar dan pelatihan AI semakin mengarah ke distribusi. Komputasi tepi membuat komputasi lebih dekat dengan pengguna, mengurangi latensi. Arsitektur cloud-native membuat sistem terdistribusi lebih mudah untuk diterapkan dan dikelola.

Garis bawah: sistem terdistribusi bukan lagi masa depan, tetapi sekarang. Dari kamu menggesek ponsel hingga penambangan Blockchain, terdistribusi ada di belakang mendukung dengan senyap. Memahaminya berarti memahami esensi internet.