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以太坊歸檔節點

歸檔節點是一個以太坊用戶端的實例,經設定用來建立所有歷史狀態的存檔。 它是某些用例的有用工具,但可能比運行一個全節點更加複雜。

基本資訊

你應該瞭解以太坊節點的概念,其架構同步策略運行使用它們的實踐方法。

什麼是歸檔節點

要理解歸檔節點的重要性,讓我們先釐清「狀態」的概念。 以太坊可以被稱為基於交易的狀態機。 它包括了帳戶以及執行交易並改變帳戶狀態的應用程式。 有關每個帳戶和合約的全球數據儲存在一個稱為狀態的 字典樹資料庫中。 這由執行層 (EL) 用戶端處理,並包括:

  • 帳戶餘額和隨機數
  • 合約代碼與儲存
  • 共識相關資料,例如質押存款合約

為了與網路互動、驗證和產生新區塊,以太坊用戶端必須跟上最近的變化(鏈尖),因此需要知道當前狀態。 設定為全節點的執行層用戶端會驗證並跟隨網路的最新狀態,但只緩存過去的少數幾個狀態,例如與最後 128 個區塊相關的狀態,因此它可以處理鏈重組並快速存取最近的資料。 最近的狀態是所有用戶端需要用來驗證傳入交易和使用網路的資料。

你可以將狀態想像為給定區塊的瞬間網路快照,而將存檔視為歷史重播。

歷史狀態可以安全地修剪,因為它們對網路的運作並不必要,而且用戶端保留所有過時資料是無用的。 存在於某個最近區塊(例如區塊頭之前的 128 個區塊)之前的狀態實際上已被丟棄。 全節點只保留歷史區塊鏈資料(區塊和交易)以及可供全節點用來根據請求重新產生較早狀態的偶然歷史快照。 它們透過在以太坊虛擬機中重新執行過去的交易來實現這一點,當所需的狀態距離最近的快照很遠時,這可能在計算上要求很高。

然而,這意味著在全節點上存取歷史狀態會消耗大量的算力。 用戶端可能需要執行所有過去的交易並從創世塊計算一個歷史狀態。 歸檔節點透過不僅儲存最近的狀態,而且儲存每個區塊後建立的每個歷史狀態來解決這個問題。 它基本上是以更大的磁碟空間需求作為代價。

值得注意的是,網路並不依賴歸檔節點來保存和提供所有歷史資料。 如上所述,所有歷史中間狀態都可以在全節點上推導出來。 任何全節點都儲存交易(目前少於 400G),並且可以重播以建立整個存檔。

使用案例

發送交易、部署合約、驗證共識等常規的以太坊使用不需要存取歷史狀態。 使用者無需歸檔節點,就可以與網路進行標準互動。

狀態存檔的主要好處是可以快速存取歷史狀態查詢。 舉例來說,歸檔節點將即時返回以下結果:

  • 0x1337 帳戶在區塊 15537393 中的以太幣餘額是多少?
  • 0x 合約在區塊 1920000 中的 0x 代幣餘額是多少?

如上所述,全節點會需要透過以太坊虛擬機執行以產生此資料,這會使用 CPU 並花費時間。 歸檔節點在磁碟上存取它們,且立即回應。 對一些特定基礎設施來說,這非常有用,例如:

  • 服務提供者,如區塊瀏覽器
  • 研究者
  • 安全分析師
  • 去中心化應用程式開發者
  • 審計和合規

也有各種免費的服務可以存取歷史資料。 由於運行歸檔節點要求更高,因此這種存取往往受到限制,且只適用於偶爾存取。 如果你的專案需要持續存取歷史資料,你應該考慮運行一個自己的歸檔節點。

實作和使用

歸檔節點在此處表示由面向使用者的執行層用戶端提供的資料,因為它們處理狀態資料庫並提供 JSON-RPC 端點。 設定選項、同步時間和資料庫大小可能因用戶端而異。 詳細資訊請參考你的用戶端提供的文檔。

在開始建立你的歸檔節點前,請先了解用戶端之間的差異,尤其是硬體要求的部分。 多數用戶端沒有最佳化這個部分,且它們的存檔需要超過 12TB 的儲存空間。 與如 Erigon 的實作對比,Erigon 可以在低於 3TB 的空間儲存相同的資料,使其成為運行歸檔節點最有效率的方式。

推薦的做法

除了一般的運行節點建議外,歸檔節點可能更注重硬體和維護。 考慮到 Erigon 的關鍵功能(opens in a new tab),最實用的方法是使用 Erigon用戶端實作。

硬體

永遠在用戶端文檔中確認滿足了特定模式的硬體要求。 對歸檔節點來說,最大的需求是磁碟空間。 取決於用戶端的不同,可能從 3TB 到 12TB 都有。 雖然硬碟被認為可能是儲存大量資料的更好辦法,但同步資料和不斷地更新鏈頭需要固態硬碟。 SATA(opens in a new tab) 硬碟足夠好,但它要有可靠的品質,至少要 TLC(opens in a new tab)。 磁碟可以安裝在有足夠插槽的桌機或伺服器中。 這些專用設備適合需要長時間正常運行的節點。 在筆電上運行也是完全可行的,但便攜性將帶來額外的成本。

所有的資料都需要放入一個磁碟區中,所以磁碟必須合併,如 RAID0(opens in a new tab)LVM(opens in a new tab)。 或許 ZFS(opens in a new tab) 也是值得考慮的選擇,因為它支援「寫入時複製」,確保了資料正確寫入磁碟而沒有任何低階錯誤。

關於更多避免資料庫損毀的穩定安全方法,特別是專業設定中,如果你的系統支援,可以考慮 ECC 記憶體(opens in a new tab)。 RAM 的大小一般建議和全節點一樣,但更多的 RAM 可以加速同步速度。

在初始同步時,在歸檔模式的用戶端會執行自創世塊以來的每個交易。 執行速度大多時候受到 CPU 限制,所以更快的 CPU 對減少初始同步時間有幫助。 在平均水準的消費級電腦上,初始同步可能會長達一個月。

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