Qué es la informática distribuida: examinando la columna vertebral de Blockchain

La computación distribuida es uno de los principios informáticos fundamentales que sustentan la tecnología blockchain, pero ¿qué es exactamente?

Una comprensión básica de una cadena de bloques es que es una red de computadoras que verifican transacciones. Sin embargo, para cualquier persona interesada en profundizar un poco más, preguntarse cómo funciona el cifrado de claves o conocer la informática distribuida puede conducir a una mejor comprensión de la tecnología blockchain. Comprender cómo funciona la tecnología no es sólo para los científicos curiosos. También puede ayudarle a tomar decisiones de inversión más informadas al centrarse en proyectos con una base tecnológica sólida.

Este artículo consta de dos partes.

las primeras portadas Qué es la informática distribuida, cómo se utiliza y sus ventajas y desventajas.

En la segunda parte, analizamos más a fondo las diferentes arquitecturas de sistemas distribuidos y profundizamos en la arquitectura peer-to-peer de blockchain.

¿Qué es la informática distribuida?

En el nivel más simple, la computación distribuida es simplemente una red de computadoras que trabajan juntas como un solo sistema. Las máquinas pueden ubicarse muy cerca unas de otras y conectarse físicamente como parte de una red local. O, como en las redes basadas en blockchain como Bitcoin, las computadoras pueden estar dispersas geográficamente.

La informática distribuida existe desde hace mucho más tiempo que la propia cadena de bloques. A medida que creció el uso de computadoras en universidades y laboratorios de investigación durante la década de 1960, surgió la necesidad de que las computadoras comenzaran a comunicarse entre sí, compartiendo hardware como almacenamiento e impresoras. La década de 1970 vio el establecimiento de las primeras redes de área local. Los primeros sistemas informáticos distribuidos fueron redes de área local como Ethernet, una familia de tecnologías de redes desarrolladas por Xerox. Ahora están en todas partes. Cada vez que te unes a una nueva conexión Wifi, estás ingresando a una nueva red informática.

Las computadoras en redes distribuidas no necesitan tener ningún formato o configuración de hardware específico. Podrían ser computadoras portátiles o mainframes, PC o Mac. En las cadenas de bloques, pueden ser PC que ejecutan una CPU o GPU, o hardware dedicado como un minero ASIC.

Sin embargo, independientemente del tipo de máquina en la red, todas deben funcionar como una sola computadora. El usuario final no debería poder identificar que hay una red informática distribuida detrás de la interfaz.

¿Por qué utilizar la informática distribuida?

Para ilustrar los conceptos básicos de lo que es la informática distribuida, piense en una empresa que posee y ejecuta una aplicación web, digamos un sitio de bolsa de trabajo. A medida que la aplicación gana cada vez más usuarios, tanto candidatos como reclutadores, la empresa necesita cada vez más recursos informáticos para seguir ejecutando el sitio.

Al principio, la empresa puede actualizar su infraestructura de servidores para dar cabida a nuevos usuarios, añadiendo más memoria y ancho de banda. A este tipo de expansión lo llamamos escalado vertical. Sin embargo, en un nivel crítico, esto resulta poco práctico tanto física como económicamente.

En este punto crítico, la computación distribuida proporciona una solución, en forma de escalado horizontal. En lugar de actualizar la infraestructura informática existente, la empresa agrega más computadoras al sistema para adaptarse a la mayor carga de trabajo.

En nuestro ejemplo de sitio de bolsa de trabajo, la empresa sabe que la mayor parte del tráfico proviene de personas que navegan por las bolsas de trabajo. Por lo tanto, puede agregar un servidor esclavo para soportar el peso de la actividad de navegación. El servidor esclavo recibe información de un servidor maestro, que actualiza la base de datos con nuevos registros de candidatos y puestos de trabajo.

Una cadena de bloques es una red peer-to-peer, que es un tipo de sistema distribuido diferente al ilustrado en este ejemplo. Nos sumergiremos en los diferentes tipos de sistemas distribuidos en la segunda parte, cubriendo las arquitecturas informáticas distribuidas.

Ventajas de la informática distribuida

Al responder a la pregunta «¿Qué es la informática distribuida?», también es relevante observar los pros y los contras. Cuando analizamos estos pros y contras, tengamos en cuenta que la informática distribuida es más que una simple cadena de bloques. Una empresa que implementa un sistema informático distribuido puede tener problemas que no afecten a las cadenas de bloques públicas y viceversa.

Tolerancia a fallos y redundancia

Una de las ventajas más importantes de la informática distribuida es que no importa si una o más máquinas de la red fallan porque el resto puede tomar el relevo. Esto significa que una red puede estar siempre activa. Esto permite el comercio de criptomonedas las 24 horas del día, los 7 días de la semana; sin embargo, en el contexto de blockchain también tiene otras ventajas. Por ejemplo, empresas como Walmart que utilizan blockchain en sus sistemas de cadena de suministro, no experimenta tiempo de inactividad. Esta es una gran ventaja para una operación de cadena de suministro global.

Rentabilidad y eficiencia general

Los sistemas distribuidos ofrecen mejores eficiencias tanto en términos de costos como de eficiencia general en comparación con los sistemas centralizados. Los sistemas centralizados son eficientes hasta cierto punto. Sin embargo, nuestro ejemplo de bolsa de trabajo muestra que una vez que las necesidades informáticas alcanzan un cierto tamaño, tiene más sentido escalar horizontalmente que verticalmente. Añadir más máquinas a una red es más eficiente tanto tecnológica como económicamente.

Escalabilidad

En cuanto a la potencia informática pura, la informática distribuida ofrece una escalabilidad más sencilla que la informática centralizada. Es relativamente fácil agregar más máquinas para obtener más potencia informática y reducirlas cuando las necesidades de energía sean menores.

Sin embargo, blockchain tiene diferentes problemas de escalabilidad. En una cadena de bloques, la cantidad de transacciones procesadas en un período fijo limita la velocidad de las transacciones. Por lo tanto, la cuestión de la escalabilidad es una cuestión de velocidad de transacción. Esta limitación de escalabilidad se debe a la necesidad de que los nodos de una cadena de bloques lleguen a un consenso sobre las transacciones que se realizan. Por lo tanto, si bien la informática distribuida en sí misma ofrece un alto grado de escalabilidad, el elemento de teoría de juegos de blockchain es generalmente lo que obstaculiza la escalabilidad de las velocidades de transacción.

Contras de la computación distribuida

La informática distribuida ofrece muchos beneficios. Sin embargo, tiene algunos inconvenientes.

Complejidad: ¿Qué tan complicado es configurar un sistema informático distribuido y descentralizado?

Los sistemas distribuidos son más complejos y difíciles de solucionar que un sistema centralizado. En el contexto de blockchain, gestionar la comunidad de desarrolladores, operadores de nodos e inversores puede ser un desafío sin ninguna entidad centralizada que tenga el control. Por lo tanto, gran parte de la complejidad de ejecutar una cadena de bloques proviene de la necesidad de una gobernanza descentralizada a escala.

¿Qué tan segura es la informática distribuida?

Las empresas que implementan sistemas distribuidos deben garantizar la seguridad de cada dispositivo en la red, así como garantizar la coherencia de los datos entre diferentes máquinas.

Blockchain soluciona esto utilizando protocolos de consenso, que garantizan que toda la red esté de acuerdo sobre una única fuente de verdad. El protocolo de consenso también ayuda a proteger contra actores maliciosos. Mientras el 51 por ciento de la red actúe en interés del grupo, la red seguirá siendo segura. Esto se convierte en un desafío si los grupos de minería agregan suficiente poder de hash para lanzar un ataque del 51 por ciento. Este riesgo es la razón por la que tantos miembros de la comunidad blockchain presionan por una descentralización total, criticando a empresas como Bitmain, que domina la minería de las principales criptomonedas.

¿Cuánto cuesta la informática distribuida?

Una organización que implemente un sistema informático distribuido incurrirá en un costo de instalación inicial más alto que un sistema centralizado. Esto se debe simplemente a que los sistemas distribuidos necesitan más hardware.

En blockchain, los costos afectan de una manera ligeramente diferente. En una blockchain descentralizada, el proyecto necesita establecer una base inicial de operadores de nodos que ejecuten el software blockchain en sus máquinas. Aunque un proyecto blockchain no compra esas máquinas, sí necesita atraer a los operadores de nodos para que ejecuten su software blockchain sobre el software de otros proyectos. Por esta razón, muchas ICO reservan una parte de los fondos iniciales recaudados para fines promocionales y de marketing, parte de los cuales se destina a crear una base de usuarios de operadores de nodos para administrar la red.

Resumen

Este artículo ha cubierto todos los puntos principales para responder la mayor parte de las preguntas sobre informática distribuida. También analizamos los pros y los contras de la informática distribuida en el contexto de blockchain. La siguiente parte de este artículo se centra en la arquitectura informática distribuida peer-to-peer de blockchain y en cómo funciona en comparación con otras arquitecturas informáticas distribuidas.