dhtネットワークはnodejsを実装します-フロントエンドQ&A-php.cn

dhtネットワークはnodejsを実装します

WBOY

リリース： 2023-05-14 10:53:37

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DHT ネットワークは、分散データストレージと検索のためのプロトコルです。さまざまなノードから情報を取得し、これらのノードがリソースを共有してネットワークを形成できるようにします。 DHT ネットワークは、サービスを提供するために特定の中央ノードに依存しない完全に分散化されたネットワークです。この記事では、Node.js を使用して DHT ネットワークを実装する方法を説明します。

DHT ネットワークとは何ですか?

DHTネットワークは、既存のネットワーク上に構築された分散ハッシュテーブル(Distributed Hash Table)をベースとしたネットワークです。 DHT ネットワークは、ノード間の分散型データストレージと検索サービスを可能にします。つまり、従来のネットワークのように他のノードにサービスを提供するために特定の中央ノードに依存する必要がありません。

DHT ネットワークには次の特徴があります:

完全に分散化: DHT ネットワークのノードは相互に接続されており、これ以上の権限を持つノードはないため、ネットワークは高度になります。分散型プロパティ。
自己組織化: DHT ネットワークは、ネットワークへの参加またはネットワークからの離脱時に、自動的に再組織化および再バランスを行うことができます。
重複排除: DHT ネットワークでは、同じファイルまたはデータのコピーが 1 つだけ保存されるため、ネットワーク内のデータは高度に重複排除されます。
分散型: DHT ネットワークのデータはさまざまなノードに保存されるため、データはより分散されます。

DHT ネットワークは、主に P2P ファイル共有と検索、分散コンピューティング、分散ストレージに使用されます。

DHT ネットワークを実装するにはどうすればよいですか?

DHT ネットワークを実装するには、次のタスクを完了する必要があります。

ID の生成とノードの参加: ネットワークに参加するには、ノードに一意の ID を割り当てる必要があり、ノード情報をハッシュ関数で結合してIDに変換します。
ルーティングテーブル: 各ノードは、他のノードの ID と IP アドレスを保存するためにルーティングテーブルを維持する必要があります。
データの保存と検索: ノードは自身のデータを DHT ネットワークに保存し、検索することができますが、これらの機能を実現するには、対応するアルゴリズムを実装する必要があります。

Node.js を使用して DHT ネットワークを実装する例を次に示します。

ID の生成とノードの参加

暗号モジュールのハッシュ関数を使用して、SHA1 などの ID を生成します。

const crypto = require('crypto');

function generateNodeId() {
  const nodeId = crypto.createHash('sha1')
    .update(`${Date.now()}_${Math.random()}`)
    .digest('hex')
    .substring(0, 20);
  return nodeId;
}

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ノードがネットワークに参加するときは、最初に ID を生成し、次に参加情報を他の既知のノードに送信する必要があります。同時に他のノードの情報もルーティングテーブルの中央に格納します。

const Node = require('./node');

const bootstrapNodes = [
  { id: 'node1', address: '127.0.0.1:8001' },
  { id: 'node2', address: '127.0.0.1:8002' }
];

const node = new Node(generateNodeId(), '127.0.0.1:8000');
for (const bootstrapNode of bootstrapNodes) {
  node.joinNetwork(bootstrapNode.id, bootstrapNode.address);
}

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ルーティングテーブル

配列を使用してルーティングテーブルを実装できます。各要素は ID の範囲を表します。例:

##[2^160/2^1、2^160/2^2)[ノード 3、ノード 4]......

ID 範囲	ノードリスト
[0, 2^160/2^1)	[ノード 1、ノード 2]

ノードを探すときに、ノードまでの距離を確認できますID のプレフィックスに基づいて、最も近いノードが次の検索ステップに使用されます。

データの保存は、データ ID に最も近いノードにデータを保存することで実現できるため、ネットワーク内にデータを効率的に保存できます。配布されました。データを検索するときは、ルーティングテーブルからターゲット ID に最も近いノードを見つけるだけでよく、そのノードがユーザーに代わってそのノードを検索します。ノードは、目的のデータが見つからない場合、目的のデータが見つかるか、到達ノード数が上限に達するまで、近隣のノードに検索要求を転送できます。

class Node {
  // ...
  lookup(key, callback) {
    const targetId = getKeyId(key);
    const tableIds = getTableIds(targetId);
    const closestNodes = this.getClosestNodes(tableIds);
    const seenNodes = {};

    const next = () => {
      const node = closestNodes.shift();
      if (!node || seenNodes[node.id]) {
        return callback(null, null);
      }

      seenNodes[node.id] = true;
      if (node.id === this.id) {
        // key found
        return callback(null, this.store[key]);
      } else {
        // find key in next node
        this.findKeyInNode(node.id, targetId, (err, val) => {
          if (err || val) {
            return callback(err, val);
          } else {
            return next();
          }
        });
      }
    };
    
    next();
  }

  findKeyInNode(nodeId, targetId, callback) {
    // send find_key request to node
    // ...
    // callback with result if found
  }
}

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概要

この記事では、DHT ネットワークとその実装方法を紹介し、Node.js を使用して簡単な DHT ネットワークを実装しました。 DHT ネットワークは高度に分散化され、自己組織化されているため、分散コンピューティングとストレージにおいて重要な役割を果たすことができます。分散アプリケーションを構築する必要がある開発者にとって、DHT ネットワークに詳しくなり、Node.js を使用して実装する方法を学ぶことは非常に役立ちます。

以上がdhtネットワークはnodejsを実装しますの詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。