Вертикальное и горизонтальное масштабирование в блокчейне

1. Что такое вертикальное и горизонтальное масштабирование?

Вертикальное масштабирование влечет за собой расширение сети за счет добавления большей мощности и памяти для основного процессора системы, тогда как горизонтальное масштабирование предполагает добавление большего количества узлов (то есть машин) в структуру существующей системы.

Имея дело с вопросом масштабируемости, важно понимать, что эта концепция обычно требуется, когда нужно увеличить пропускную способность транзакции конкретной платформы.

Вертикальное масштабирование по отношению к традиционной клиент-серверной архитектуре означает модернизацию существующего аппаратного обеспечения системы для включения большей вычислительной мощности и памяти. В том же духе горизонтальное масштабирование связано с изменением базовой структуры самой платформы — для создания кластера серверов, способных легко обрабатывать увеличенное количество входящих запросов транзакций.

2. Хорошо ли работает масштабирование с блокчейнами?

Масштабирование лучше всего работает с традиционными базами данных. Тем не менее, с точки зрения безопасности, масштабируемые блокчейны более полезны и прагматичны, но здесь есть компромисс.

При импорте концепции масштабируемости в контексте технологии блокчейн следует подчеркнуть, что, поскольку блокчейн системы уже являются распределенными сетями, сложно увеличить общую пропускную способность сети, просто добавив больше аппаратных объектов, таких как майнеры, узлы или средства проверки.

В это же время горизонтальное масштабирование имеет тенденцию увеличивать доверие или безопасность сети, это обычно приводит к снижению общей производительности (пропускной способности обработки транзакций) системы.

С другой стороны, вертикальное масштабирование обычно означает ускорение и укрепление каждого внутреннего компонента системы. Это, с точки зрения распределенной системы на основе регистров, подразумевает использование суперкомпьютерных узлов. Однако недостатком всего этого является то, что только несколько человек могут работать с такими узлами.

3. Как выполняется масштабирование?

Вертикальное масштабирование осуществляется путем повышения эффективности каждой отдельной транзакции, тогда как горизонтальное масштабирование достигается за счет увеличения общей пропускной способности платформы.

Проще говоря, общие улучшения масштабируемости осуществляются с использованием концепции, называемой «многоуровневой», при которой каждый отдельный компонент конкретной системы взаимодействует со своими цифровыми аналогами каким-то последовательным и иерархическим способом.

Кроме того, когда речь идет о блокчейнах, разработчики стремятся поддерживать неизменность своей базовой цепочки, что, в свою очередь, позволяет уровню масштабируемости использовать безопасность родительской цепочки. Примером, который отлично подчеркивает вышеупомянутую концепцию, является Lightning Network — технология, которая использует безопасность Биткоин для увеличения общей пропускной способности системы.

Теперь, когда мы имеем дело с горизонтальным и вертикальным масштабированием, мы видим, что первое реализовано путем добавления большего количества кластеров или виртуальных машин в систему — для обработки растущей нагрузки транзакций. Вертикальное масштабирование, с другой стороны, достигается путем добавления большей вычислительной мощности (или памяти) к существующей виртуальной машине, чтобы повысить производительность.

Тем не менее, грядущее обновление Ethereum 2.0 вызвало много шумихи, поскольку оно стремится улучшить общую транзакционную мощность проекта с помощью ряда различных конструктивных изменений, причем одним из основных является разделение.

Внедрив эти изменения, базовая структура Ethereum будет перенесена из одной среды выполнения в несколько сред выполнения, которые будут проверять транзакции асинхронно и параллельно.

4. Когда использовать горизонтальное или вертикальное масштабирование?

Чистое вертикальное масштабирование ограничено по своей эффективности, но его относительно легко достичь. Горизонтальное масштабирование помогает улучшить общую пропускную способность системы, но требует больше времени для разработки.

Чтобы лучше понять проблему, можно проверить производительность системы в узких местах. Узкое место представляет собой ситуацию, в которой к конкретной системе предъявляется чрезмерный спрос, что приводит к серьезному влиянию на общую производительность платформы.

Например, если существует проблема с недостаточной локальной памятью виртуальной машины для обработки всех входящих транзакций, вертикальная шкала может помочь решить проблему — поскольку добавление дополнительной памяти в платформу может снизить общую нагрузку.

С другой стороны, если нагрузка входящей транзакции не может быть обработана существующим аппаратным обеспечением платформы, то, используя горизонтальный масштаб (то есть добавление дополнительных процессорных блоков), можно устранить проблему.

Чтобы проиллюстрировать вышеупомянутую концепцию в максимально простой форме, Джонатан Р. Брандт, руководитель инициатив по корпоративным технологиям, который вел курс по блокчейну, который в настоящее время преподает в различных государственных колледжах и университетах Миннесоты, сказал:

«В борьбе с преступностью Халк масштабируется вертикально, а Лига справедливости — горизонтально. В Биткоине сервер майнинга можно масштабировать по вертикали, увеличивая объем памяти или обновляя графический процессор, и он может масштабироваться по горизонтали, объединяя серверы ».

5. Существуют ли заслуживающие внимания решения по масштабированию блокчейнов?

За последние пару лет ряд компаний работали над решением проблем масштабируемости, которые мешают криптографическому сектору.

Новейшая технология, созданная vCPU: LiquidApps — это решение для горизонтального масштабирования, которое было разработано, чтобы позволить разработчикам получить доступ к большему количеству децентрализованных вычислительных ресурсов, поставляя задачи децентрализованным приложениям, поставщикам услуг (DApp) для чтения запросов по цепочке, выполнения обработки и возвращая результаты запрашивающему DApp. Одним из главных достоинств продажи vCPU является его способность позволить DApps выбирать уровень доверия, который подходит в соответствии с потребностями и требованиями конкретного варианта использования.

Другой пример — EOS. Основная цель EOS — решает многие существующие в отрасли проблемы масштабируемости. Основным отличием EOS от vCPU является его технология параллельной обработки, которая стала возможной благодаря использованию определенных элементов, связанных с вертикальным масштабированием (то есть добавлением вычислительной мощности).

С другой стороны, временный протокол Temtum гарантирует, что данные могут совместно использоваться узлами, даже если текущий узел не имеет необходимого пространства для хранения полного блокчейна — тем самым снижая барьер входа для новых узлов, присоединяющихся к сети.

Стоимость входа для участия в сети низка, поэтому количество ресурсов, необходимых для запуска узлов, невелико, что позволяет полностью использовать возможности незанятых узлов (что большинство криптовалют в настоящее время не могут сделать), увеличивая тем самым общую производительность.

Другие соответствующие примеры включают Ziliqa, ETH 2.0 и Iota.

6. Какие ключевые моменты следует помнить о масштабируемости?

Это все о централизации против децентрализации.

Для блокчейн платформ масштабируемость данной цепочки часто сводится к уровню децентрализации, которым обладает сеть. Сильно децентрализованные экосистемы (такие как Биткоин) работают довольно медленно, в то время как сети, которые являются более централизованными (например, EOS, с 21 блочным производителем), намного быстрее.

Поэтому, имея меньше узлов, производящих блоки, как правило, все становится быстрее. Однако централизация уменьшает интересные свойства, которыми изначально обладают блокчейны, а именно: их устойчивость к цензуре, прозрачность и общая неизменность.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.