Sistem Dağıtık: İnternet ve Blok Zinciri'nin görünmez iskeleti

Biliyor musun? Şu anda kullandığın ağ, Blok Zinciri, bulut hizmetleri, arkasında aynı mantıkla çalışıyor - sistem dağıtık. Kısacası, büyük bir görevi birden fazla bilgisayara aynı anda vermek ve sonra hedefi tamamlamak için birbirleriyle iletişim kurmaları. Karmaşık gelmiyor ama bu şey tüm interneti ayakta tutuyor.

Sistem Dağıtık Tam olarak nedir?

Hayal et ki 10 milyar işlem verisiyle uğraşıyorsun. Bir bilgisayar bununla uğraşmak için çok uzun zaman alır. Ama verileri 100 parçaya ayırıp 100 bilgisayara aynı anda işlettirirsen, 1/100 sürede halledersin. İşte dağıtık sistemlerin temel mantığı - paralel işleme, yükü dağıtma.

Sistem dağıtımı üç ana bölümden oluşmaktadır:

1. Birden Fazla Bağımsız Düğüm

Her bilgisayar bir düğüm olup bağımsız çalışabilir ve aynı zamanda birbirleriyle işbirliği yapabilir. Arı kolonisi gibi, her bir arı kendi görevine sahiptir, ancak sıkı bir şekilde koordine olurlar.

2. Ağ İletişim Katmanı

Düğümler, bilgi iletimi için ağ protokolleri (TCP/IP, HTTP vb.) kullanır. Bu kritik bir noktadır - eğer iletişimde bir sorun olursa, tüm sistem felç olabilir.

3. Ara Yazılım

Farklı düğümlerin çalışmalarını koordine etmek ve uyumlu bir şekilde ilerlemelerini sağlamakla sorumludur.

Neden Herkes Dağıtık Kullanıyor?

Avantajlar Patlıyor:

• Yüksek Performans: Birden fazla bilgisayar çalışıyor, hız uçacak kadar hızlı.
• Hata toleransı yüksek: Bir bilgisayar arızalandığında, diğerleri çalışmaya devam eder, sistem çökmez.
• Ölçeklenebilirlik: Kullanıcı sayısı arttı mı? Bir bilgisayar daha ekleyin, tüm sistemi yeniden inşa etmenize gerek yok.
• Yüksek kullanılabilirlik: 7×24 kesintisiz hizmet

Örneğin, Bitcoin ağı, dünya genelinde binlerce düğüm aynı anda işlemleri doğruluyor, herhangi bir tek düğümün başarısız olması tüm ağı etkilemez. Bu, dağıtılmış dayanıklılıktır.

Ama dezavantajları da belirgin:

• Koordinasyon Zorluğu: Birden fazla düğüm bilgi senkronize etmesi gerekiyor, veri tutarsızlığına yol açması kolay.
• Yüksek karmaşıklık: Tasarım ve bakım maliyetleri büyük, uzman personele ihtiyaç var.
• Kilitleme Riski: Çoklu süreçlerin kaynaklar üzerinde rekabet etmesi durumunda, birbirlerini bekleyerek kilitlenme durumu oluşabilir.

Gerçek hayatta hangi dağıtık sistemler vardır?

Blok Zinciri (Son Dağıtılmış)

İstediğiniz tüm özelliklere sahip - merkeziyetsiz, yüksek güvenlik, değiştirilmesi imkansız. Defter, dünya genelinde düğümlere dağılmıştır, her düğümün tam bir kopyası vardır, bir saldırganın sahtekarlık yapabilmesi için %51'den fazla düğümü ele geçirmesi gerekir, maliyet sonsuz derecede yüksektir.

Arama Motoru

Google, binlerce sunucu ile dağıtık bir örümcek kullanarak web sayfalarını tarar, dizin oluşturur ve sorguları işler. Arama yaptığınız an, arka planda muhtemelen 100 bilgisayar devreye girmiştir.

Sosyal Medya Platformu

Facebook, Twitter kullanıcı verileri dünya genelindeki çeşitli veri merkezlerinde dağılmış durumda, bir tanesi çökünce diğerleri üstleniyor.

Bulut Bilişim

AWS, Azure dağıtık sistemlerdir. Bulut sunucularınız aslında bir veri merkezindeki sanal makineler olup, altyapıda dağıtık depolama ve hesaplama çalışmaktadır.

Dağıtık sistemlerin hangi türleri vardır?

1. İstemci-Sunucu Modu

Tarayıcınız istemcidir, web sitesi sunucusu ise sunucudur. En yaygın mimari.

2. P2P Eşit Ağ

Her düğüm hem istemci hem de sunucudur. BitTorrent indirme, IPFS depolama bu modeli kullanır. Merkezi bir sunucu yoktur, teorik olarak daha zor kontrol edilebilir.

3. Dağıtık Veritabanı

Veritabanı tabloları birden fazla makineye dağılmıştır. E-ticaret platformunun sipariş veritabanı, sosyal ağın kullanıcı veritabanı bu şekilde saklanır; yüksek kullanılabilirlik ve hızlı yanıt gerektirir.

4. Karma Tipi

Çeşitli mimarileri birleştirin. Örneğin, bazı Web3 projeleri, verileri P2P ile depolar ve istemci-sunucu modeli ile sorgu arayüzü sağlar.

Temel Özellikleri Anlamalısın

Eşzamanlılık

Birden fazla görev aynı anda çalışır. Avantajı verimliliğin yüksek olması, dezavantajı ise yarış durumu (race condition) ve kilitlenmelerin (deadlock) kolayca ortaya çıkabilmesidir.

Ölçeklenebilirlik

Düğüm eklemek, performansı çizgisel olarak artırabilir (ideal durumda). Gerçekte, ağ darboğazları olacaktır.

Hata Toleransı

Bazı arızalar sistemin tamamen çökmesine neden olmaz. Bunun için yedekleme, yedekleme ve hata toleransı kullanılır.

Veri Tutarlılığı

Bu en zor olanıdır. Birden fazla düğüm aynı anda verileri değiştirdiğinde, tüm kopyaların tutarlı olmasını nasıl sağlayabilirsiniz? Blok Zinciri, bunu iş kanıtı ile çözerken, dağıtık veritabanı iki aşamalı onay veya nihai tutarlılık ile çözer.

Şeffaflık

Kullanıcı sistemin dağıtık olduğunu hissetmemeli, sanki tek bir bilgisayar kullanıyormuş gibi olmalıdır. Bu, titiz bir tasarım gerektirir.

Gelecek Trendleri

Küme Hesaplama giderek daha ucuz hale geliyor, büyük veri işleme ve AI eğitimi dağıtık sistemlere yöneliyor. Kenar Hesaplama hesaplamayı kullanıcıya daha da yaklaştırarak gecikmeyi azaltıyor. Bulut Yerel mimari, dağıtık sistemlerin dağıtımını ve yönetimini daha kolay hale getiriyor.

Sonuç: Dağıtık sistemler artık gelecek değil, şimdi. Telefonunuzu kaydırmaktan blok zinciri madenciliğine kadar, dağıtık sistemler arka planda sessizce destek veriyor. Onu anlamak, internetin özünü anlamaktır.