Arquitectura del nodo
Última actualización de la página: 16 de julio de 2025
Un nodo de Ethereum se compone de dos clientes: un cliente de ejecución y un cliente de consenso. Para que un nodo proponga un nuevo bloque, también debe ejecutar un cliente validador.
Cuando Ethereum utilizaba la prueba de trabajo, un cliente de ejecución era suficiente para ejecutar un nodo de Ethereum completo. Sin embargo, desde la implementación de la prueba de participación, el cliente de ejecución debe utilizarse junto con otro software llamado cliente de consenso.
El siguiente diagrama muestra la relación entre los dos clientes Ethereum. Los dos clientes se conectan a sus respectivas redes entre pares (P2P). Se necesitan redes P2P separadas, ya que los clientes de ejecución envían transacciones con protocolo de intercambio de información (o Gossip) a través de su red P2P, lo que les permite administrar su reserva de transacciones local, mientras que los clientes de consenso envían por Gossip bloques de su red P2P, lo que permite el consenso y el crecimiento de la cadena.
Hay varias opciones para el cliente de ejecución, incluyendo Erigon, Nethermind y Besu.
Para que esta estructura de dos clientes funcione, los clientes de consenso deben pasar paquetes de transacciones al cliente de ejecución. El cliente de ejecución ejecuta las transacciones localmente para validar que las transacciones no violan ninguna regla de Ethereum y que la actualización propuesta al estado de Ethereum es correcta. Cuando se selecciona un nodo para ser un productor de bloques, su instancia de cliente de consenso solicita paquetes de transacciones del cliente de ejecución para incluirlos en el nuevo bloque y ejecutarlos para actualizar el estado global. El cliente de consenso dirige al cliente de ejecución a través de una conexión RPC local utilizando la API del motoropens in a new tab.
¿Qué hace el cliente de ejecución?
El cliente de ejecución es responsable de la validación, el manejo y la difusión de transacciones, junto con la gestión del estado y el soporte a la Máquina Virtual de Ethereum (EVM). No es responsable de la construcción de bloques, de la difusión de bloques ni de la gestión de la lógica de consenso. Son competencia del cliente de consenso.
El cliente de ejecución crea cargas útiles de ejecución: la lista de transacciones, el trie de estado actualizado y otros datos relacionados con la ejecución. Los clientes de consenso incluyen la carga útil de ejecución en cada bloque. El cliente de ejecución también es responsable de volver a ejecutar las transacciones en nuevos bloques para asegurarse de que son válidas. La ejecución de transacciones se realiza en el ordenador integrado del cliente de ejecución, conocido como la Máquina Virtual de Ethereum (EVM).
El cliente de ejecución también ofrece una interfaz de usuario para Ethereum a través de métodos RPC que permiten a los usuarios consultar la cadena de bloques de Ethereum, enviar transacciones y desplegar contratos inteligentes. Es habitual que las llamadas RPC se gestionen mediante una librería como Web3jsopens in a new tab, Web3pyopens in a new tab o mediante una interfaz de usuario como una billetera de navegador.
Resumiendo, el cliente de ejecución es:
- una puerta de acceso de los usuarios a Ethereum
- donde está la máquina virtual de Ethereum, el estado de Ethereum y el grupo de transacciones.
¿Qué hace el cliente de consenso?
El cliente de consenso se ocupa de toda la lógica que permite a un nodo mantenerse sincronizado con la red Ethereum. Esto incluye la recepción de bloques de pares y la ejecución de un algoritmo de elección de bifurcación para garantizar que el nodo siga siempre la cadena con mayor acumulación de certificaciones (ponderada por los saldos efectivos de los validadores). Al igual que el cliente de ejecución, los clientes de consenso tienen su propia red P2P a través de la cual comparten bloques y certificaciones.
El cliente de consenso no participa en la certificación ni en la propuesta de bloques; de ello se encarga un validador, un complemento opcional del cliente de consenso. Un cliente de consenso sin validador sólo se mantiene al día con la cabeza de la cadena, permitiendo que el nodo permanezca sincronizado. Esto permite a un usuario realizar transacciones con Ethereum utilizando su cliente de ejecución, con la seguridad de que se encuentre en la cadena correcta.
Validadores
La participación y ejecución del software validador hacen que un nodo sea elegible para seleccionarlo y proponer un nuevo bloque. Los operadores de nodos pueden añadir un validador a sus clientes de consenso depositando 32 ETH en el contrato de depósito. El cliente validador viene incluido con el cliente de consenso y puede añadirse a un nodo en cualquier momento. Los validadores se encargan de las certificaciones y las propuestas de bloques. También permite que un nodo acumule recompensas o pierda ETH a través de sanciones o recortes.
Más información sobre el staking.
Comparación de componentes de nodos
| Cliente de ejecución | Cliente de consenso | Validador |
|---|---|---|
| Transacciones de Gossip a través de su red P2P | Bloques de Gossips y certificaciones sobre su red P2P | Propone bloques |
| Ejecuta/vuelve a ejecutar transacciones | Ejecuta el algoritmo de elección de la bifurcación | Acumula recompensas/penalizaciones |
| Verifica los cambios de estado entrantes | Hace un seguimiento de la cabeza de la cadena | Hace certificaciones |
| Gestiona los intentos de estado y recibos | Gestiona el estado de la baliza (contiene información de consenso y ejecución) | Requiere 32 ETH para iniciar una participación |
| Crea una carga útil de ejecución | Mantiene un registro de la aleatoriedad acumulada en RANDAO (un algoritmo que proporciona aleatoriedad verificable para la selección del validador y otras operaciones de consenso) | Se puede recortar |
| Expone la API JSON-RPC para interactuar con Ethereum | Realiza un seguimiento de la justificación y la finalización |