Mis on killustamine ja kuidas see toimib?
Avaleht
Artiklid
Mis on killustamine ja kuidas see toimib?

Mis on killustamine ja kuidas see toimib?

Keskmine
Avaldatud Dec 4, 2023VĂ€rskendatud Jan 11, 2024
9m

TL;DR

  • Killustamine jagab plokiahela vĂ€iksemateks „kildudeks“, et lahendada 1. kihi vĂ”rkudega seotud skaleeritavuse probleem.

  • Killustamine parandab tehingute kiirust, minimeerib töötlemis- ja salvestuskulusid ning suurendab vĂ”rgu jĂ”udlust.

  • Killustamisega kaasnevad ka vĂ”imalikud puudused, nagu vĂ”rgu turvalisuse probleemid ja killu-ĂŒleste tehingute keerukus.

Sissejuhatus

Plokiahela tehnoloogia pakub detsentraliseerimise, lĂ€bipaistvuse ja turvalisuse vallas enneolematut potentsiaali. Kuid see seisab silmitsi olulise vĂ€ljakutsega, milleks on skaleeritavus. Skaleeritavus on ĂŒks osa „plokiahela trilemmast“, lisaks turvalisusele ja detsentraliseerimisele. KĂ”igi kolme samaaegne saavutamine on plokiahela valdkonnas pĂŒsiv probleem. Siin tulevadki mĂ€ngu strateegilised lahendused nagu „killustamine“.

Mis on killustamine?

Killustamine on traditsioonilisest andmebaasihaldusest laenatud kontseptsioon. See tĂ€hendab, et suur andmebaas killustatakse vĂ€iksemateks, paremini hallatavateks osadeks, mida nimetatakse kildudeks. Selle rakenduse eesmĂ€rk on parandada plokiahela skaleeritavust, sĂ€ilitades samal ajal detsentraliseerimise pĂ”himĂ”tte. Sisuliselt on killustamine see, kui plokiahela vĂ”rk jagatakse vĂ€iksemateks osadeks, mida nimetatakse kildudeks, millest igaĂŒhes on vĂ”imalik paralleelselt töödelda tehinguid ja kĂ€ivitada nutilepinguid.

Kuidas killustamine toimib?

Selleks, et mÔista, kuidas plokiahela vÔrgus killustamist teostatakse, on vaja mÔista, kuidas plokiahela andmeid tavaliselt salvestatakse ja töödeldakse. Andmete töötlemiseks on erinevaid viise. Vaatleme jÀrjestikust ja paralleelset töötlemist.

Tavaliselt vastutab iga plokiahela sĂ”lm kĂ”igi vĂ”rgusiseste tehingute haldamise eest. Seda tĂŒĂŒpi andmetöötlust nimetatakse tavaliselt jĂ€rjestikuseks töötlemiseks. See tĂ€hendab, et iga sĂ”lm peab sĂ€ilitama ja salvestama kogu kriitilise teabe, nagu kontode saldod ja tehingute ajalugu. Sisuliselt peab iga sĂ”lm töötlema kĂ”iki vĂ”rgutoiminguid, andmeid ja tehinguid.

Kuigi selline mudel, kus kÔik tehingud registreeritakse kÔigis sÔlmedes, pakub suurt plokiahela turvalisust, aeglustab see oluliselt andmete töötlemist. Selle vÀltimiseks kasutatakse andmete paralleelset töötlemist, kuna see vÔimaldab teha mitut toimingut samaaegselt.

Killustamine on ilmselt selle keerulise probleemi tĂ”husaim lahendus, kuna see jagab vĂ”i „tĂŒkeldab“ töökoormuse kogu plokiahela vĂ”rgus vĂ€iksemateks töölĂ”ikudeks. See tĂ€hendab, et kĂ”ik sĂ”lmed ei pea haldama ega töötlema kogu plokiahela koormust.

Selle asemel eraldab killustamine töökoormuse horisontaalsete sektsioonide kaudu. Selles protsessis jaotatakse andmed horisontaalseteks alamhulkadeks, kusjuures iga kild toimib iseseisva andmebaasina, mis suudab tehinguid teistest kildudest eraldiseisvalt töödelda. 

Horisontaalne vs vertikaalne eraldamine

Horisontaalne ja vertikaalne eraldamine on kaks peamist lÀhenemist andmebaasi skaleerimisele. Kuigi mÔlemad on loodud suurte andmekogumite tÔhusamaks haldamiseks, töötavad need pÔhimÔtteliselt erineval viisil. Killustamine on levinud meetod horisontaalseks eraldamiseks.

Horisontaalse eraldamise korral jagatakse andmed ridadeks ja jaotatakse erinevatesse sĂ”lmedesse (vĂ”i andmebaasidesse), millest igaĂŒks sisaldab andmete alamhulka. Tabeli iga rida on kordumatu, nii et nende eraldamine ei too kaasa andmete terviklikkuse kadu. Silmapaistev nĂ€ide horisontaalsest eraldamisest on plokiahelavĂ”rkude, nagu Ethereum ja Bitcoin, jaotamine.

Vertikaalse eraldamise korral jagatakse andmed pigem veergudeks kui ridadeks. Iga vertikaalne jaotus sisaldab iga olemi vĂ”i kogu andmestiku andmete alamhulka, kuid ainult teatud atribuutide komplekti jaoks. NĂ€iteks oletame, et meil on klientide tabel veergudega „Nimi“, „Olek“, „Kirjeldus“ ja „Foto“. Vertikaalse eraldamise korral on nĂ€iteks „Nimi“ ja „Olek“ ĂŒhes tabelis ning „Kirjeldus“ ja „Foto“ teises tabelis.

Miks eelistatakse horisontaalset eraldamist?

Üldjuhul eelistatakse plokiahelavĂ”rkudes horisontaalset eraldamist vertikaalsele eraldamisele kolmel peamisel pĂ”hjusel: skaleeritavus, detsentraliseerimine ja turvalisus.

Skaleeritavus: killustamine pakub lahenduseks, et andmed jagatakse vĂ€iksemateks, paremini hallatavateks „kildudeks“. Iga kild vĂ”ib töötada iseseisvalt, vĂ”imaldades korraga töödelda rohkem tehinguid, parandades vĂ”rgu kiirust ja tĂ”husust. Vertikaalse jaotuse korral on veergude eraldamine erinevate andmebaaside vahel keerukas ja vĂ”ib vajada tĂ€ieliku tehingu- vĂ”i plokiteabe hankimist ning sellega piirata skaleeritavust.

Detsentraliseerimine: horisontaalne eraldamine on plokiahela pÔhiideega kooskÔlas, toetades detsentraliseerimist. Kui sÔlmed peavad töötlema ainult osa koguandmetest (killu), vÔimaldab see rohkematel sÔlmedel vÔrgus osaleda, kuna arvutus- ja salvestuskoormus vÀheneb. Vertikaalne eraldamine piiraks seda, kuna iga sÔlm vajab juurdepÀÀsu kÔikidele lÔikudele (kÔikidele andmeveergudele), et mÔista ja kontrollida ploki andmeid tÀielikult.

Turvalisus ja andmete terviklikkus: Horisontaalne eraldamine sĂ€ilitab andmete terviklikkuse, kuna iga kild (vĂ”i alamosa) sisaldab tĂ€ielikke tehinguandmeid, tagades, et igal sĂ”lmel on tĂ€ielik ja tĂ€pne koopia oma plokiahela osast. Vertikaalse eraldamise korral jagataks ploki andmed sisuliselt erinevate sĂ”lmede vahel, muutes andmete terviklikkuse ja turvalisuse tagamise keeruliseks, mis on aga plokiahela vĂ”rkude ĂŒlitĂ€htsad aspektid.

Millised on killustamise eelised?

Uurime vÔimalikke eeliseid, mida killustamine plokiahela tehnoloogiale pakub:

Suurem tehingukiirus: killustamine hĂ”lbustab tehingute paralleelset töötlemist. Selle asemel, et töödelda tehinguid ĂŒkshaaval jĂ€rjestikku, vĂ”imaldab killustamine tehinguid töödelda samaaegselt, kuid erinevatel kildudel. Iga kild töötab iseseisvalt, suurendades seelĂ€bi oluliselt tehingukiirust. See mitte ainult ei kiirenda tehingukiirust, vaid tĂ€hendab ka seda, et kogu vĂ”rk saab hakkama rohkemate kasutajatega, soodustades massilisemat kasutuselevĂ”ttu.

NÀide olemasolevast plokiahela vÔrgustikust, mis kasutab skaleeritavuse lahendamiseks kilde, on Ziliqa. Ziliqa killustamismehhanism vÔimaldab teostada tuhandeid tehinguid sekundis.

Minimaalsed töötlemis- ja salvestuskulud: tavapĂ€rane plokiahela ĂŒlesehitus kohustab iga sĂ”lme salvestama kĂ”ik tehingud, suurendades plokiahela kasvades nĂ”udeid riistvarale. Kuid killustamise korral vastutab iga sĂ”lm vaid murdosa kogu vĂ”rgu andmete töötlemise ja salvestamise eest – seega vajab sĂ”lm vĂ”rgus osalemiseks vĂ€hem ressursse.

Selle tulemusel saab rohkem osalejaid valideerijatega liituda, suurendades vÔrgu detsentraliseerimist ilma liigseid kulusid kandmata. See leevendab probleeme, kus protsessis saavad reaalselt osaleda ainult kÔrgekvaliteediliste ja kallite andmetöötlusressurssidega sÔlmed, ning seega sÀilub plokiahelavÔrkude demokratiseeritud olemus.

VĂ”rgu suurem jĂ”udlus: killustamine vĂ”ib aidata parandada ĂŒldist vĂ”rgu jĂ”udlust ja vĂ”imsust. Traditsioonilistes plokiahelates sĂ”lmede lisandumisel paradoksaalselt jĂ”udlus vĂ€heneb, kuna on vaja suurendada andmeside mahtu ja sĂ”lmede vahelist sĂŒnkroonimist.

Kuid killustamine muudab seda stsenaariumit. Kuna iga kild töötab eraldi ja samaaegselt, saab sĂŒsteem töödelda rohkem tehinguid ja arvutusi. Kui uus sĂ”lm liitub, lisatakse see kogu vĂ”rgu asemel ĂŒhele killule, suurendades selliselt kogu vĂ”rgu skaleeritavust. TĂ”husam töötlus toob kaasa sujuvamad tehingud ja parema kasutajakogemuse.

Pea meeles, et killustamise tehnoloogia edusammud ja tĂ€iustused vĂ”ivad tulevikus pakkuda muid eeliseid vĂ”i tugevdada olemasolevaid, tĂ€iustades pidevalt plokiahela ökosĂŒsteemi.

Millised on killustamise puudused?

Kuigi killustamine pakub mitmeid potentsiaalseid eeliseid, mis vÔivad aidata plokiahelavÔrke tÔhusamaks muuta, toob see protsess kaasa ka hulga vÀljakutseid. MÔned killustamisega kaasnevad potentsiaalsed probleemid on jÀrgmised. 

Üksiku killu ĂŒlevĂ”tmise rĂŒnnakud: killustamise korral on arvutusvĂ”imsus ĂŒhe killu ĂŒlevĂ”tmiseks oluliselt vĂ€iksem kui kogu vĂ”rgu ĂŒlevĂ”tmiseks vajalik vĂ”imsus. See muudab need ĂŒksikud killud haavatavamaks â€žĂŒheprotsendi‑rĂŒnnaku" vĂ”i „killu ĂŒlevĂ”tmise" suhtes, mille puhul rĂŒndaja, kes kogu vĂ”rku ei suudaks ĂŒle vĂ”tta, vĂ”ib piisava ressursi olemasolul potentsiaalselt vĂ”tta ĂŒle individuaalse killu.

KilluĂŒlesed tehingud: erinevate kildude vahel toimuvad (killuĂŒlesed) tehingud kujutavad endast ainulaadset vĂ€ljakutset. KilluĂŒlesed tehingud on keerulised ja vĂ”ivad pĂ”hjustada topeltkulutusi, kui neid hoolikalt ei hallata. Kui ĂŒks kild ei jĂ€lgi tehingu ajal tĂ€pselt teise killu olekut, vĂ”ivad kasutajad seda olukorda Ă€ra kasutada „topeltkulutamiseks“.

Andmete kĂ€ttesaadavuse probleemid: killustamine muudab kogu vĂ”rgu ĂŒhtse oleku sĂ€ilitamise keeruliseks pingutuseks. Kui teatud killud pole vajaduse korral saadaval (kuna nĂ€iteks neid kilde haldavad sĂ”lmed on vĂ”rguĂŒhenduseta), vĂ”ib see pĂ”hjustada andmete kĂ€ttesaadavuse probleeme, mis hĂ€irib kogu vĂ”rku.

VĂ”rgu turvalisus: killustamiseks on vaja rakendada tugevat protokolli, mis tasakaalustab töökoormust kildude vahel. Kui seda ei tehta Ă”igesti, vĂ”ib see pĂ”hjustada andmete ebaĂŒhtlast jaotumist vĂ”i ressursside tasakaalustamatust, mis vĂ”ib kaasa tuua ebastabiilsuse kogu vĂ”rgus.

SĂ”lme sĂŒnkroonimine: sĂ”lmede sĂŒnkroonimine vĂ”ib pĂ”hjustada vĂ”rgus viivitusi, mis on tuleneb teabe jagamisest ja uuendamisest erinevate sĂ”lmede vahel. Veelgi enam, kui aeglasema töötlemiskiirusega vĂ”i halvema vĂ”rguĂŒhendusega sĂ”lm jÀÀb maha, vĂ”ib see aeglustada kogu sĂŒnkroonimisprotsessi, vĂ€hendades plokiahela vĂ”rgu ĂŒldist jĂ”udlust.

Kas killustamine on Ethereumis rakendatud?

Ethereum kavatseb killustamise kasutusele vÔtta Ethereum 2.0 versiooniuuenduse osana. Ethereum 2.0, tuntud ka kui Eth2 vÔi Serenity, on Ethereumi plokiahela tÀiendus, mille eesmÀrk on suurendada vÔrgu kiirust, tÔhusust ja skaleeritavust, vÔimaldades sellel töödelda rohkem tehinguid ja leevendada vÔrguliikluse ummikuid.

Praeguse seisuga rakendatakse uuendust etapiviisiliselt, kusjuures viimane etapp (2. etapp) hÔlmab tÀielikku killustamist. Ethereumi arendajad loodavad, et need tÀiustused lahendavad mÔned vÔrgu praegused vÀljakutsed, mis on seotud skaleeritavuse ja tehingukuludega.

Siiski on oluline mĂ€rkida, et killustamise rakendamisega kaasnevad omad vĂ€ljakutsed, eriti vĂ”rgu turvalisuse ja detsentraliseerimise sĂ€ilitamisel. SeetĂ”ttu mĂ”tlevad Ethereumi arendajad selle ĂŒlemineku hoolikalt lĂ€bi ja katsetavad pĂ”hjalikult, et tagada uuenduse edu, kui see lĂ”puks tĂ€ielikult rakendatakse.

LÔppmÀrkused

Üldiselt on killustamine mĂ€rkimisvÀÀrne edasiminek plokiahela trilemma lahendamisel. Kuigi see toob kaasa uusi keerulisi probleeme ja vĂ”imalikke puudusi, annab selle potentsiaal suurendada skaleeritavust ilma detsentraliseerimist kahjustamata tohutult vĂ”imalusi plokiahela vĂ”rkude tuleviku jaoks.

Pole ime, et erinevad plokiahelad uurivad killustamist kui potentsiaalset lahendust. Ethereum integreerib killustamise skaleeritavuse probleemide lahendamiseks Ethereum 2.0 uuenduse osana. Eeldatakse, et selle rakendamine toimub Cancuni versiooniuuenduse kaudu, mis on ĂŒldise uuendusplaani oluline komponent. Sellegi poolest, nagu iga muu arenev tehnoloogia, sĂ”ltub edu jĂ€tkuvast uurimisest, arendustegevusest ja killustamisrakenduste rangest testimisest.

Lisalugemist

LahtiĂŒtlemine: seda sisu esitatakse sellisel kujul, nagu see on, ainult ĂŒldiseks teabeks ja hariduslikel eesmĂ€rkidel, ilma igasuguse esinduse vĂ”i garantiita. Seda ei tohiks tĂ”lgendada kui finants-, juriidilist vĂ”i muud professionaalset nĂ”ustamist ega kui soovitust konkreetse toote vĂ”i teenuse ostmiseks. Peaksid kĂŒsima nĂ”u asjakohastelt professionaalsetelt nĂ”ustajatelt. Kui artikli on koostanud kolmandast osapoolest kaastöötaja, pane tĂ€hele, et vĂ€ljendatud seisukohad kuuluvad kolmandast osapoolest kaastöötajale ja ei pruugi kajastada Binance'i Akadeemia omasid. Lisateabe saamiseks loe meie tĂ€ielikku lahtiĂŒtlemist siit. Digitaalsete varade hinnad vĂ”ivad olla kĂ”ikuvad. Sinu investeeringu vÀÀrtus vĂ”ib langeda vĂ”i tĂ”usta ja sa ei pruugi investeeritud summat tagasi saada. Sina vastutad ainuisikuliselt oma investeerimisotsuste eest ja Binance'i Akadeemia ei vastuta vĂ”imalike kahjude eest. Seda materjali ei tohiks tĂ”lgendada kui finants-, juriidilist vĂ”i muud professionaalset nĂ”ustamist. Lisateabe saamiseks loe meie kasutustingimusi ja riskihoiatust.