рівні в інтернеті

Шари в Інтернеті — це організаційна модель, яка структурує системи інтернет-комунікацій на кілька функціональних рівнів, кожен з яких відповідає за конкретну частину процесу передачі даних «від точки до точки». Такий підхід забезпечує модульність, гнучкість і масштабованість мереж, спрощуючи оновлення технологій і діагностику несправностей. Для блокчейн-технологій розуміння цієї багаторівневої моделі має особливе значення, оскільки блокчейн-мережі зазвичай базуються на існуючій інтернет-інфраструктурі та додають нові протокольні рівні для децентралізованої передачі вартості і роботи смарт-контрактів.

Передумови: Походження багаторівневої архітектури Інтернету

Ідея багаторівневої архітектури Інтернету виникла у 1970-х роках, коли Агентство передових оборонних дослідницьких проектів (DARPA) профінансувало створення протоколу TCP/IP — основи сучасного Інтернету. Модель була розроблена для вирішення складних завдань інтеграції різнорідних мереж.

Дві найвідоміші моделі багаторівневої організації мереж:

1. Семирівнева модель OSI, запропонована Міжнародною організацією зі стандартизації (ISO): Фізичний, Канальний, Мережевий, Транспортний, Сеансовий, Представницький та Додаток рівні.
2. Чотирирівнева модель TCP/IP, яка є більш практичною та поширеною: Рівень мережевого інтерфейсу, Інтернет, Транспортний і Додаток рівні.

Ці моделі еволюціонували разом із розвитком Інтернету та стали основою для сучасних технологій, зокрема блокчейну.

Механізм роботи: Як функціонує багаторівнева архітектура Інтернету

Модель TCP/IP, яка сьогодні є основною багаторівневою архітектурою Інтернету, працює на базі таких принципів:

1. Інкапсуляція та декапсуляція даних:

• Під час передачі даних вони проходять крізь рівні від додатку вниз, і кожен рівень додає власний заголовок, формуючи одиницю даних відповідного рівня
• Одержувач здійснює зворотний процес: піднімаючись знизу вгору, знімає заголовки та передає інформацію для користувача на вищі рівні

2. Незалежність рівнів:

• Кожен рівень взаємодіє лише з сусідніми верхнім і нижнім рівнями; немає потреби знати внутрішню роботу інших рівнів
• Оновлення та розвиток рівнів можливі незалежно, якщо інтерфейси залишаються узгодженими

3. Взаємозв’язок блокчейну та багаторівневої архітектури Інтернету:

• Блокчейн-технології зазвичай розташовуються поверх додатку, створюючи нові протокольні рівні
• Проекти на зразок Polkadot і Cosmos розробляють рівні взаємодії блокчейнів, аналогічні інтернет-рівню у класичних мережах
• Layer 2 рішення — такі як Lightning Network і сайдчейни (бічні ланцюги) — є додатковими рівнями над базовими блокчейнами для покращення масштабованості

Які ризики та виклики притаманні багаторівневій архітектурі Інтернету?

Багаторівнева архітектура Інтернету, попри фундаментальну роль у сучасних комунікаціях, має низку викликів:

1. Проблеми ефективності та надмірності:

• Процеси інкапсуляції й декапсуляції на кожному рівні створюють додаткове навантаження
• Взаємодія між рівнями може спричинити вузькі місця продуктивності, особливо у високонавантажених системах

2. Аспекти безпеки:

• Кожен рівень має власні вразливості
• Координація політик безпеки між рівнями є складною задачею
• Атаки через кілька рівнів можуть обходити захист окремого рівня

3. Адаптація до нових технологій:

• Існуючі моделі не завжди відповідають вимогам нових мережевих парадигм — таких як IoT чи блокчейн
• Інновації при збереженні сумісності — це додатковий виклик

4. Специфічні проблеми блокчейну:

• Протоколи блокчейну повинні реалізовувати консенсус, безпеку та децентралізацію на основі існуючої багаторівневої архітектури Інтернету
• Різні блокчейн-проекти можуть використовувати різні реалізації мережевого рівня, що ускладнює взаємодію
• Масштабованість блокчейну частково залежить від архітектури базової мережі

Еволюція багаторівневої архітектури Інтернету й надалі визначатиме розвиток і пошук рішень для блокчейн-технологій.

Важливість багаторівневої архітектури Інтернету є ключовою: вона слугує основою сучасних цифрових комунікацій і підтримкою для розподілених систем, зокрема блокчейну. Поділ складних систем на окремі функціональні рівні дозволяє будувати масштабовані та надійні мережі. Блокчейн-технології розширили можливості Інтернету, перейшовши від передачі інформації до передачі вартості. У процесі розвитку Web3 і децентралізованих додатків розуміння багаторівневої архітектури Інтернету допоможе розробникам створювати ефективніші та безпечніші блокчейн-рішення, сприятиме взаємодії різних блокчейн-систем і прискорить розвиток всієї галузі.