Điện toán phân tán (Distributed Computing) là gì?

Trong thời buổi công nghệ phát triển như vũ bão, nhu cầu về nguồn tài nguyên siêu máy tính chưa bao giờ lớn như vậy. Để giải tỏa cơn khát về sức mạnh điện toán, các cá nhân và tập đoàn đang chuyển sang các nhà cung cấp dịch vụ điện toán đám mây. Giải pháp này có hai vấn đề chính – nó khiến các cá nhân có nguồn tài chính khiêm tốn không thể tiếp cận và các vị trí tập trung hệ thống được sử dụng để chứa tài nguyên máy tính dễ bị tấn công hoặc gặp sự cố thiết bị.

Sức mạnh điện toán đám mây đang gần chạm đến giới hạn cung và cầu do tốc độ phát triển nhanh chóng của AI. Với những công nghệ mới, tốc độ render đồ họa sử dụng điện toán đám mây sẽ chậm hơn. Các nhà cung cấp dịch vụ lưu trữ đám mây đang xây dựng ngày càng nhiều trung tâm dữ liệu, nhưng sự phát triển của họ có nguy cơ vượt quá khả năng cung cấp năng lượng cần thiết để vận hành.

Điện toán phân tán (Distributed Computing) là mô hình được ra đời để giải quyết các vấn đề của điện toán đám mây. Đó là mô hình mà trong đó các thành phần của hệ thống phần mềm được chia sẻ giữa nhiều máy tính hoặc các node. Mặc dù các thành phần phần mềm có thể được phân tán trên nhiều máy tính ở nhiều địa điểm, nhưng chúng vẫn chạy như một hệ thống thống nhất. Điều này được thực hiện để cải thiện hiệu năng và hiệu suất. Các hệ thống trên các máy tính nối mạng khác nhau giao tiếp và phối hợp bằng cách trao đổi các thông báo để hoàn thành một nhiệm vụ xác định.

Blockchain có phải điện toán phân tán?

Theo định nghĩa điện toán phân tán là công nghệ sử dụng nhiều máy tính hoặc các node làm việc cùng nhau để giải quyết vấn đề tính toán hoặc thực hiện một tác vụ công nghệ. Vậy blockchain chính là một ví dụ về ứng dụng điện toán phân tán. Trong trường hợp của blockchain, mạng bao gồm nhiều node cùng nhau duy trì và xác thực các khối.

Công nghệ blockchain có thể giảm thiểu cả hai vấn đề này. Một blockchain có thể tận dụng sức mạnh xử lý của các máy tính từ khắp nơi trên thế giới, hợp nhất chúng thông qua một mạng phi tập trung và sau đó phân phối khối lượng công việc của bất kỳ tác vụ nào giữa mọi máy tính được kết nối với mạng.

Đây là cách công nghệ blockchain phù hợp với khái niệm điện toán phân tán:

• Tính phi tập trung: Blockchain hoạt động theo cách phân cấp, nghĩa là không có cơ quan trung ương hoặc điểm kiểm soát duy nhất. Mạng blockchain bao gồm nhiều node được phân phối trên mạng và mỗi node duy trì một bản sao của blockchain. Bản chất phi tập trung này đảm bảo rằng không một bên đơn lẻ nào có toàn quyền kiểm soát hệ thống, tăng cường khả năng bảo mật và khả năng chịu lỗi.

• Cơ chế đồng thuận: Các mạng blockchain dựa trên cơ chế đồng thuận là một giao thức điện toán phân tán cho phép các node đồng thuận về trạng thái của blockchain. Các cơ chế đồng thuận khác nhau, chẳng hạn như Proof-of-work (PoW) hoặc Proof-of-stake (PoS) yêu cầu các node thực hiện tính toán hoặc stake quỹ tiền mã hóa để xác thực giao dịch và đạt được sự đồng thuận. Cơ chế đồng thuận phi tập trung này đảm bảo thỏa thuận giữa những người tham gia mạng mà không cần cơ quan trung ương.
• Xác thực và xác minh: Trong một blockchain, mỗi giao dịch được xác thực và xác minh bởi nhiều node trong mạng. Quy trình xác thực phân tán này đảm bảo rằng các giao dịch là hợp pháp và ngăn chặn các hoạt động lừa đảo hoặc gây hại. Các node cùng nhau kiểm tra tính hợp lệ của các giao dịch bằng cách xác minh chữ ký số, xác nhận đủ tiền và tuân thủ các quy tắc được xác định trước và logic hợp đồng thông minh.
• Sổ cái dữ liệu: Các node blockchain lưu trữ một bản sao của toàn bộ blockchain, duy trì các bản sao sổ cái được đồng bộ hóa. Việc sao chép dữ liệu này trên nhiều node đảm bảo dự phòng và nâng cao tính khả dụng cũng như khả năng đề kháng lỗi của toàn bộ mạng blockchain. Nếu một node bị lỗi hoặc ngoại tuyến, mạng có thể tiếp tục hoạt động vì các node khác giữ các bản sao của dữ liệu.Bằng cách tận dụng các nguyên tắc điện toán phân tán, công nghệ blockchain cho phép sự đồng thuận phi tập trung, lưu trữ dữ liệu an toàn và xác thực giao dịch minh bạch. Bản chất phân tán của blockchain giúp tăng cường bảo mật, khả năng phục hồi và độ tin cậy trong các ứng dụng khác nhau ngoài tiền điện tử.

Ưu và khuyết điểm của điện toán phân tán trong blockchain

Một hệ thống phân tán rõ ràng đi kèm với nhiều sức mạnh và tiềm năng hơn do khả năng xử lý dự phòng mà nó mang lại. Tuy nhiên, trong bất kỳ hệ thống phân tán nào cũng cần phải có một cơ chế phối hợp để đảm bảo rằng tất cả các máy tính trong hệ thống được đồng bộ hóa hoặc hoạt động theo hướng giảm thời gian xử lý và tránh tắc nghẽn xử lý. Hãy cùng tìm hiểu những ưu điểm và nhược điểm hiện tại của điện toán phân tán trong blockchain.

4 Ưu điểm của hệ thống điện toán phân tán

• Khả năng mở rộng: Có hai loại mở rộng: mở rộng theo chiều ngang và mở rộng theo chiều dọc
• Độ tin cậy: Độ tin cậy là khả năng chịu lỗi của hệ thống, nghĩa là hệ thống sẽ tiếp tục cung cấp dịch vụ ngay khi một hoặc nhiều thành phần (phần mềm/phần cứng) của hệ thống bị lỗi.
• Hiệu quả: Hiệu quả của một hệ thống phân tán trong blockchain là dung lượng tải cao và độ trễ thấp. Điều này có nghĩa là một hệ thống có thể xử lý nhiều yêu cầu đồng thời với độ trễ thấp là một hệ thống có hiệu năng cao.
• Khả năng quản lý: Đó là khả năng dễ dàng mở rộng và bảo trì hệ thống. Nói cách khác, đó là thời gian để thực hiện sửa chữa (sửa chữa) hoặc bảo trì (maintain) khi cần thiết, thời gian càng cao thì tính khả dụng càng thấp.

4 Nhược điểm của hệ thống điện toán phân tán

Dù công nghệ Blockchain đã đạt được một số thành tựu nhất định, song nó vẫn chưa hoàn thiện và cần được đầu tư nghiên cứu nhiều hơn nữa. Các nhược điểm khi sử dụng một hệ thống điện toán phân toán như blockchain bao gồm:

• Sự cố bảo mật: Những sự cố bảo mật xảy ra do có nhiều node và kết nối trong cài đặt hệ thống mở khiến việc đảm bảo bảo mật đầy đủ trở nên khó khăn. Phần lớn các mạng Blockchain nhỏ chứa một số ít node phải chịu các cuộc tấn công này và dễ bị lừa đảo khi tin tặc giành được quyền truy cập vào phần lớn các node.
• Chi phí thiết lập cao: Chi phí cài đặt và thiết lập ban đầu cao do có nhiều thiết bị phần cứng và phần mềm. Có những chi phí bảo trì khác liên quan đến hệ thống làm tăng thêm tổng chi ph.
• Sự cố quá tải: Sự cố quá tải có thể xảy ra trong hệ thống nếu tất cả các node của hệ thống phân tán cố gắng gửi dữ liệu tại một thời điểm cụ thể.

• Cấu hình cao: Một vấn đề phức tạp khác khi sử dụng Điện toán phân tán cho Blockchain là việc sao lưu phải được thực hiện trên mỗi node trong mạng. Quá trình này đòi hỏi sức mạnh tính toán cao hơn và hệ thống các node được kết nối tốt. Bảo mật phải được áp dụng cho từng node riêng lẻ vì không có cơ quan trung ương nào quản lý toàn bộ hệ thống và kiến ​​trúc ngang hàng của hệ thống phân tán cho phép mọi node được truy cập bất cứ lúc nào.

Các dự án điện toán phân tán nổi bật

Điện toán phân tán đã và đang đem lại những ứng dụng giúp làm phong phú thêm cho nền công nghệ crypto. Các ứng dụng của điện toán phân toán trên crypto bao gồm server, dịch vụ viễn thông, phân tích dữ liệu, v.v. Sau đây hãy cùng GFI tìm hiểu về những dự án điện toán phân tán tiềm năng nhất.

Render network (RNDR)

Render network là một dự án hỗ trợ blockchain và tiền mã hóa cho phép các cá nhân đóng góp sức mạnh GPU chưa sử dụng để giúp các dự án kết xuất đồ họa chuyển động và hiệu ứng hình ảnh. Đổi lại, người dùng nhận được token Render (RNDR), token tiện ích gốc của mạng. Bằng cách tạo mạng ngang hàng (P2P) mà mọi người và doanh nghiệp có thể khai thác sức mạnh tính toán chưa được sử dụng đúng mức với giá rẻ và hiệu quả, Render đơn giản hóa đáng kể các quy trình kết xuất và phát trực tuyến môi trường 3D tiêu chuẩn cũng như các hiệu ứng hình ảnh khác. Do đó, dự án là một khối xây dựng thiết yếu cho các sản phẩm và dịch vụ kỹ thuật số thế hệ tiếp theo trong metaverse.

Hạ tầng sử dụng RNDR token để trả phí cho miner tham gia cung cấp tài nguyên render video. User sử dụng nạp fiat vào và mua point RNDR để sử dụng mạng lưới, ở mức độ blockchain, số point này bị burn đi để trả phí cho miner.

Điểm mạnh của RenderNetwork là mạng lưới người dùng đông, cộng đồng active tốt, nhiều người thực sự sử dụng mạng lưới, gần đây được Apple thông báo hỗ trợ dịch vụ render và sự tăng trưởng mạnh mẽ của của giá token Nvidia nên giá token x6 và trở thành top volume đầu về trading volume!

Tìm hiểu thêm về Render Network tại đây.

Flux 

Flux có thể được định nghĩa là một mạng điện toán đám mây có tính năng phân cấp để thiết kế, khởi tạo và triển khai các ứng dụng blockchain đa nền tảng với khả năng mở rộng và khả năng tương tác.

Các node trên blockchain Flux có thể đóng góp tài nguyên máy tính của chúng cho chuỗi để đổi lấy phần thưởng dưới dạng tiền mã hóa. Cũng cần lưu ý rằng tất cả các dApp trong hệ sinh thái Flux đều có thể sử dụng tài nguyên máy tính trong đó. Mạng lưới rộng lớn gồm các node tham gia vào hệ sinh thái Flux đảm bảo rằng Flux có thể đảm bảo khả năng mở rộng cao hơn. Hiện Flux đang chạy những dịch vụ sau:

• Hosting chứa WordPress
• Flux Drive
• Chạy máy chủ cho các validator node

• Điểm mạnh: Giá cho thuê của Flux rẻ hơn hẳn so với các bên web2 khác
• Lượng khách hàng sử dụng Flux đang tăng dần lên, mới tăng 200% trong tháng rồi.

Streamr (DATA)

Streamr tạo cơ sở hạ tầng và công cụ phục vụ cho dữ liệu thời gian thực phi tập trung. Trọng tâm của dự án là Streamr Network, một giao thức layer 0 để truyền dữ liệu thời gian thực ngang hàng. Công nghệ này hoạt động cùng với các blockchain khác như chuỗi Ethereum và chuỗi xDai, được triển khai để bảo mật, nhận dạng và thanh toán. Trên cùng của Streamr Network là lớp ứng dụng, bao gồm Data Union, Marketplace và tất cả các ứng dụng của bên thứ ba trong hệ sinh thái Streamr.

Mục tiêu của Streamr là tạo ra một mô hình thay thế để chia sẻ, truyền tải và kiếm tiền từ dữ liệu theo thời gian thực, Streamr là nơi dữ liệu có thể kết nối với nhau và bảo mật, trong khi vẫn nằm trong tay của những người tạo ra nó. Trong mô hình này, các luồng dữ liệu trở nên dễ dàng chia sẻ và giao dịch, mở ra tiềm năng cho các mô hình kinh doanh mới xuất hiện để thúc đẩy và giúp phát triển nền kinh tế dữ liệu toàn cầu hiệu quả và có thể mở rộng.

Mạng lưới cho phép chia sẻ data phi tập trung, các node vận hành mạng lưới stream cung cấp data cho các app. Dữ liệu được cung cấp trong thời gian thực với độ trễ siêu thấp. Token sẽ được trả bằng token mạng lưới $DATA. Streamr chạy trên mạng lưới của polygon và cũng dc team polygon tin tưởng cho vào trong list validator. Các dự án chạy trên streamer với mô hình cung cấp data (free) hoặc trả phí.

1 số dự án nổi bật:

• Swash: extension trên chrome cho phép user bán data để thu về token $DATA
• Unbanx – Share dữ liệu banking của và nhận lại DATA

New Kind of Network (NKN)

New Kind of Network (NKN) là một blockchain công khai nhắm đến việc sử dụng các phần thưởng kinh tế để thúc đẩy người dùng Internet chia sẻ kết nối mạng và sử dụng băng thông không dùng đến. NKN đặt mục tiêu trở thành mạng lưới để xây dựng các ứng dụng phi tập trung theo cách tăng cường kết nối và truyền dữ liệu ngang hàng.

NKN đang cung cấp:

• nCDN – Hệ thống phân phối nội dung (hợp đồng với gã khổng lồ video Trung Quốc iQIYI)
• Edge computing (hợp đồng với China Mobile)

• D-chat (ứng dụng nhắn tin an toàn)
• nShell (truy cập thiết bị đầu cuối từ xa an toàn).

Livepeer (LPT)

Livepeer là một giao thức mạng phát video phi tập trung được xây dựng trên blockchain Ethereum. Dự án nhằm mục đích cung cấp một cách truyền phát hiệu quả hơn về chi phí bằng cách phân phối sức mạnh tính toán cần thiết để chuyển mã và lưu trữ video cho người dùng trên mạng của nó.

Những “công cụ khai thác video” này nhận được mã thông báo LPT như một phần thưởng cho việc cho mượn sức mạnh và băng thông của GPU và CPU của họ cho giao thức. Mặt khác, các nhà phát triển ứng dụng trả phí bằng LPT để đổi lấy việc sử dụng các dịch vụ của Livepeer với chi phí thấp hơn so với nhiều so với các dịch vụ hiện tại.

Đối với các nhà phát triển ứng dụng, Livepeer cung cấp một giải pháp thay thế tiềm năng rẻ hơn cho các dịch vụ tập trung, cắt giảm chi phí điện toán để triển khai chức năng video trong các dịch vụ của họ. Và đối với những người tham gia mạng, có phần thưởng khi cho máy tính của bạn tham gia vào mạng và/hoặc stake token LPT để giúp đảm bảo tính thanh khoản.

Sản phẩm của Livepeer:

• Công cụ khai thác tiền mã hóa GPU: hiện tại có thể được sử dụng để kiếm thêm doanh thu bằng cách chuyển mã video trên Livepeer mà không làm gián đoạn thu nhập.

• Nền tảng phát trực tuyến video: giúp giảm chi phí 3$ /stream/ giờ mà các nhà cung cấp đám mây tính phí xuống rẻ hơn 10-100 lần trên mạng Livepeer.

Tìm hiểu thêm về dự án Livepeer tại đây.

StackOS

StackOS là một giao thức cơ sở hạ tầng mở chuỗi chéo cho phép nhiều cá nhân cùng cung cấp một đám mây phi tập trung, nơi bạn có thể giảm đáng kể chi phí phát triển và vận hành của mình bằng cách triển khai bất kỳ ứng dụng full-stack, ứng dụng phi tập trung, mạng blockchain private và node nào trong vài phút.

StackOS tự động duy trì cơ sở hạ tầng giúp nó an toàn hơn và rẻ hơn. StackOS sẽ cho phép các tổ chức lớn và nhỏ chia sẻ cơ sở hạ tầng triển khai ứng dụng của họ một cách an toàn, bảo mật và minh bạch. Các node và các ứng dụng được triển khai đều sẽ nhận được phần thưởng trong khi tạo ra hệ sinh thái tiếp tục tăng trưởng và sinh lời. Giờ đây, bất kỳ ai cũng có thể tham gia vào đám mây phi tập trung.

Tổng kết

Điện toán đám mây được ước tính là một thị trường nghìn tỷ đô la, nhưng nó bị kiểm soát độc quyền bởi một số tập đoàn công nghệ lớn nhất thế giới. Chỉ những gã khổng lồ này mới có thể chi trả cho chi phí vốn nhân lực đắt đỏ và chi phí trả trước của máy chủ, điều này dẫn đến chi phí dịch vụ cao hơn cho người tiêu dùng bình thường. Mặt khác, các mô hình kinh doanh điện toán đám mây hiện tại thiếu các chiến lược khuyến khích cho những cá nhân sẵn sàng cho thuê tài nguyên máy tính không sử dụng của họ.

Tuy nhiên, công nghệ blockchain đã bắt đầu thay đổi bức tranh này và đưa ra một mô hình kinh doanh thay thế hoàn toàn mới có thể giúp các cá nhân từ khắp nơi trên thế giới bán tài nguyên máy tính không sử dụng của họ cho những người có nhu cầu, những người sẵn sàng trả giá thuận tiện cho các dịch vụ đó.