图文详解以太坊的节点和分片(一)

币圈的老韭菜应该都知道有个问题一直困扰着比特币和以太坊:扩容。比特币的解决方案是激活隔离见证,外加分叉。以太坊希望能使用不同的方法来解决这一问题,如切片。在解释切片之前,我们先来解释下网络和节点是怎么一回事。

什么是节点,网络和参数?

让我们用日常生活中的操作来解释这个问题。

看!这有个盒子:

这个盒子接收了一个输入箭头,执行了某些操作,得出了一个输出箭头。这个盒子就相当于一个“节点”。

网络就是由这种无数个节点相互连接而成。

参数就是节点必须遵守的规则。

下面让我们把节点和网络套用到日常操作上。

以碎纸机为例,我们来看一下普通的图文碎纸机是怎么操作的。

纸,碎纸机,碎后的渣渣就相当于三个节点,这三个节点构成了“碎纸机网络”。现在我们是假设一个节点只能有一个输入,要是一个节点可以有多个输入呢?

RON上涨触及1美元,24小时涨幅13.27%:金色财经报道,行情数据显示,RON(Ronin Network)上涨触及 1 美元,现报价 0.988 美元,24 小时涨幅 13.27%。行情波动较大,请做好风险控制。[2023/1/30 11:35:40]

以吐司机为例,我们来看一下吐司机是怎么操作的。一个吐司机有两个输入:

电源

面包

如下图所示:

电源和面包缺一不可。在这种情况下,吐司机这个节点就是有两个输入。

我们进一步升级,来看一个使用参数的复杂网络。

看!这是一个电视机:

一台电视要连接服务供应商,一台索尼家电游戏机PS4,一台微软XBOX家电游戏机。这个电视机网络如图所示:

哦哦,我们遇到了一点小麻烦。

电视机不能一边播放《权力的游戏》,一边让你在电视机上玩游戏,你只能选择连接一个节点。

Binance将下架SC USDT永续合约:金色财经报道,据 Binance 官方消息, Binance 将于2022年06月17日17:00(东八区时间)对SC USDT永续合约进行自动清算,并将在清算结束后下架SC USDT永续合约交易对。[2022/6/13 4:22:30]

所以如何保障电视一次只连接一个节点呢?这时候就需要使用参数了。参数保障了每个节点的独特性。比如,我们现在给电视机加上一个叫做“换台”的参数,它就会这么运行:

如果按0,电视就是普通看偶像剧的电视,连接的服务商。

如果按1,电视连接的就是PS4。

如果按2,电视连接的就是Xbox。

因为有着这些参数,电视这个节点变得独特。还有以下参数能让你的电视变得更加个性化:

*尺寸:电视屏幕是55英寸。

*颜色:电视颜色是银灰色。

*品牌:电视牌子是索尼的。

Midnight Society与Polygon Studios合作创建游戏NFT交易系统:金色财经报道,YouTuber网红和《使命召唤》游戏主播Dr Disrespect成立的游戏工作室Midnight Society宣布正在与Polygon Studios合作创建一个允许玩家在区块链上交易游戏内物品的游戏发行平台。

今年3月,Midnight Society宣布玩家可申请“月球计划”的创始人通行证(Founders Pass)。该NFT基于Polygon区块链,给予所有者独家访问早期游戏构建和其他功能。

在关闭申请通道后,该工作室了解到,97.5%申请了创始人通行证的玩家希望能够直接拥有游戏中的道具,并认为他们应该能够收集、升级、出售和交易这些道具。

因此,Midnight Society和Polygon Studios合作创建一个基于区块链的游戏发行平台,让玩家可以做到这一点。(Dexerto)[2022/6/1 3:54:16]

*类型:电视是等离子屏的。

NirvanaMeta将投资NUWASWAPNFT进行孵化中心板块建设:据官方消息,NirvanaMeta将投资具有IDO功能的NUWASWAPNFT进行孵化中心板块建设。NUWASWAP是一个集去中心化聚合交易,ido,NFT孵化中心,拍卖,商户中心,自主制作,交易市场于一体的一站式DEX。[2022/5/4 2:50:12]

因为有了这些参数,你的电视变得更容易识别:一台55英寸、银灰色的等离子屏索尼电视。

基于以上的例子,我们来尝试定义下什么是节点,网络和参数:

*节点:接收输入,运行特定功能,并产生输出的个体/独立部件。

*网络:节点的集合,且节点相互连接。

*参数:定义节点,让节点独特的规则

电信系统中的节点和网络

电信系统的运行正是建立在网络和节点的基础上。大英百科全书对电信网络的解释如下:

河东农商银行开展虚拟货币“挖矿”自查自纠活动:4月27日消息,为有效防范处置虚拟货币“挖矿”活动带来的风险隐患,河东农商银行在全辖范围开展了形式多样的虚拟货币“挖矿”自查自纠活动。工作中,河东农商银行成立了“一把手”任组长、其他领导班子任副组长、各部室负责人为领导小组成员的虚拟货币“挖矿”专项排查领导小组,召开专题会议,对排查工作进行动员部署,进一步明确排查目标和排查重点。通过微信公众号推送虚拟货币“挖矿”相关知识解读,详细讲解“虚拟货币”、“挖矿”的概念,并用实际案例阐述“挖矿”行为的危害,告诫消费者树立正确的投资观念,不参与虚拟货币交易炒作活动,谨防个人财产及权益受损。(齐鲁壹点)[2022/4/27 5:14:51]

“电信网络就是有很多连接和转换的电子系统,控制器管理操作以实现数据转移并在多个用户间相互交换。”

(注:百度百科上telecomnetworks的中文词条是“电信网”,这里使用的“电信网络”。)

为什么需要电信网络呢?

虽然个体跟个体之间之间通信也是可以实现的,但是成本高,过程繁琐,又低效。因此我们借助电信网络可以大幅提高通信效率。在电信网络中,节点指再分发点或者终端设备。

我们来举个例子看看这个网络具体怎么运行的。在一个简单的全球移动通讯系统中,假设Alice想给Bob发一条短信,整个系统怎么运作呢?

第一步:Alice写好了信息,点击发送,信息发送到基站。基站连接你和整个网络。基站数量不计其数,可以把他们当成餐厅的服务员。你只要举手,就会得到注意。

第二步:基站控制器确保基站按规矩办事。基站控制器就像餐馆里的领班服务员,确保侍者要顾及到每张餐桌的客人。

第三步:Alice的信息从基站控制器发送到移动交换中心。这样一来,数据就从基站无缝传输到网络上,反之亦然。再以餐厅为例,MSC就是餐厅里的主厨,他们接收菜单,转交给其他厨师去做菜,在菜品端给客人之前负责“润色”一下。

第四步:现在Alice的信息发送到短信息服务中心了。SMSC就相当于餐厅的厨师,信息就暂时存储在这里了,直至SMSC获得更多接收方的信息。SMSC从归属位置寄存器和拜访位置寄存器中获取信息源。HLR和VLR这两个数据库包含了网络的所有信息,它们追踪发信人和接收人来检测信息是否能够发送出去。它们检测接收人的手机是否停用,是否不在服务区。如果由于某些原因没有发送出去的信息会在SMSC存储6个小时,随后被删掉。

第五步:如果信息可以发送出去,那么短信息服务中心就会“放出”消息,发送到接收人的移动交换中心。

第六步:SMS信息发送到基站控制器。

第七步:基站控制器转发信息给基站。

第八步:基站最终把信息发送给接收人。

这就是整个短信系统的运作过程。BSC,BST,MSC,SMSC,HLR和VLR都是全球移动通讯系统网络中的节点。整个网络图示如下:

什么是点对点网络

一般的网络结构是客户端-服务器结构。

这是中心化的服务器。任何人想连接服务器都可以发送请求。互联网差不多就是这样的运行原理。比如,使用Google搜索时,用户向谷歌服务器发送请求,服务器返还用户请求的结果。这种客户端-服务器的系统有什么问题呢?

整个系统都依赖于服务器,因此服务器能否24小时不间断运作至关重要。这就是瓶颈所在。万一主服务器崩了,网络里的所有用户都会受到影响。此外,中心化的服务器存在安全隐患。因为网络是中心化的,服务器处理了客户的很多敏感信息。也就是说,任何人都可以通过攻击服务器来获取这些信息。另外中心化的服务器还存在审核问题。如果服务器限定某些事物是“少儿不宜”,不适合在网络传播呢?

要应对这些问题,需要一种不同的网络结构。这种网络结构把整个网络的工作量分配给所有的参与者,他们人人平等,也就是所谓的“点”。这个网络上不存在中心服务器,而是多个分布式的、去中心化的点。这就是点对点网络。

两种网络结构的对比图如下:

这种去中心化的点对点系统至关重要。为什么呢?因为随着加密货币的诞生,这种点对点系统结合支付系统完全颠覆了金融行业。

明天我们将进一步探讨加密货币中的网络和节点。

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