CHA:圖文詳解以太坊的節點和分片（一）

幣圈的老韭菜應該都知道有個問題一直困擾著比特幣和以太坊：擴容。比特幣的解決方案是激活隔離見證，外加分叉。以太坊希望能使用不同的方法來解決這一問題，如切片。在解釋切片之前，我們先來解釋下網絡和節點是怎么一回事。

什么是節點，網絡和參數？

讓我們用日常生活中的操作來解釋這個問題。

看！這有個盒子：

這個盒子接收了一個輸入箭頭，執行了某些操作，得出了一個輸出箭頭。這個盒子就相當于一個“節點”。

網絡就是由這種無數個節點相互連接而成。

參數就是節點必須遵守的規則。

下面讓我們把節點和網絡套用到日常操作上。

以碎紙機為例，我們來看一下普通的圖文碎紙機是怎么操作的。

紙，碎紙機，碎后的渣渣就相當于三個節點，這三個節點構成了“碎紙機網絡”。現在我們是假設一個節點只能有一個輸入，要是一個節點可以有多個輸入呢？

數據：過去3天內Certus One每天向幣安存入100萬枚LDO:8月11日消息，據SpotOnChain監測，Lido節點運營商和投資方Certus One在過去3天中每天向幣安存入100萬枚LDO，共存入300萬枚。目前該地址仍持有148萬枚LDO。

Certus One于2020年從LidoFinance收到1000萬枚LDO，一直到2023年7月14日才開始將LDO轉入幣安。[2023/8/11 16:20:08]

以吐司機為例，我們來看一下吐司機是怎么操作的。一個吐司機有兩個輸入：

電源

面包

如下圖所示：

電源和面包缺一不可。在這種情況下，吐司機這個節點就是有兩個輸入。

我們進一步升級，來看一個使用參數的復雜網絡。

看！這是一個電視機：

一臺電視要連接服務供應商，一臺索尼家電游戲機PS4，一臺微軟XBOX家電游戲機。這個電視機網絡如圖所示：

美元指數DXY短線走高18點，現報102.88:金色財經報道，美元指數DXY短線走高18點，現報102.88。[2023/4/3 13:41:23]

哦哦，我們遇到了一點小麻煩。

電視機不能一邊播放《權力的游戲》，一邊讓你在電視機上玩游戲，你只能選擇連接一個節點。

所以如何保障電視一次只連接一個節點呢？這時候就需要使用參數了。參數保障了每個節點的獨特性。比如，我們現在給電視機加上一個叫做“換臺”的參數，它就會這么運行：

如果按0，電視就是普通看偶像劇的電視，連接的服務商。

如果按1，電視連接的就是PS4。

如果按2，電視連接的就是Xbox。

因為有著這些參數，電視這個節點變得獨特。還有以下參數能讓你的電視變得更加個性化：

*尺寸：電視屏幕是55英寸。

*顏色：電視顏色是銀灰色。

CZ回應CNBC知名主持人“不與幣安做生意”言論:金色財經報道，CNBC財經節目Mad Money主持人Jim Cramer在社交媒體上將矛頭對準了全球最大的加密貨幣交易所幣安，他表示自己不會與幣安做生意并補充稱“幣安太粗俗了”。Jim Cramer的推文引起了幣安首席執行官 CZ 的注意，他用一個可能表示“請”或“謝謝”的表情符號做出回應，加密社區將CZ的雙手祈禱表情符號解釋為“松了一口氣”，因為一些人認為 Jim Cramer的預測經常與他所說的相反，甚至可能是幣安的“看漲信號”。[2023/4/1 13:38:21]

*品牌：電視牌子是索尼的。

*類型：電視是等離子屏的。

因為有了這些參數，你的電視變得更容易識別：一臺55英寸、銀灰色的等離子屏索尼電視。

基于以上的例子，我們來嘗試定義下什么是節點，網絡和參數：

*節點：接收輸入，運行特定功能，并產生輸出的個體/獨立部件。

Binance推出原生預言機服務Binance Oracle:10月26日消息，Binance 推出原生預言機服務 Binance Oracle，允許區塊鏈智能合約與現實世界的數據連接，首先從 BNB Chain 開始。Binance Oracle 將允許 BNB 鏈上現有的去中心化應用程序（DApps）和 Web3 生態系統合作伙伴訪問現有數據源和高級計算，目前已有十多個 BNB Chain 項目與 Binance Oracle 網絡集成。（CoinDesk）[2022/10/27 11:46:18]

*網絡：節點的集合，且節點相互連接。

*參數：定義節點，讓節點獨特的規則

電信系統中的節點和網絡

電信系統的運行正是建立在網絡和節點的基礎上。大英百科全書對電信網絡的解釋如下：

“電信網絡就是有很多連接和轉換的電子系統，控制器管理操作以實現數據轉移并在多個用戶間相互交換。”

區塊鏈開發商Future FinTech Group獲FCA批準收購Khyber Money Exchange:金色財經報道，區塊鏈應用技術開發商和金融科技服務商Future FinTech Group（FTFT）宣布獲得英國金融行為監管局（FCA）批準，預計將在三個月內完成對英國貨幣支付服務公司Khyber Money Exchange的收購。根據協議，該公司將以68.5萬歐元（約68.74萬美元）的收購價格收購Khyber Money Exchange 100%的股權。[2022/8/20 12:36:53]

(注：百度百科上telecomnetworks的中文詞條是“電信網”，這里使用的“電信網絡”。)

為什么需要電信網絡呢？

雖然個體跟個體之間之間通信也是可以實現的，但是成本高，過程繁瑣，又低效。因此我們借助電信網絡可以大幅提高通信效率。在電信網絡中，節點指再分發點或者終端設備。

我們來舉個例子看看這個網絡具體怎么運行的。在一個簡單的全球移動通訊系統中，假設Alice想給Bob發一條短信，整個系統怎么運作呢？

第一步：Alice寫好了信息，點擊發送，信息發送到基站。基站連接你和整個網絡。基站數量不計其數，可以把他們當成餐廳的服務員。你只要舉手，就會得到注意。

第二步：基站控制器確保基站按規矩辦事。基站控制器就像餐館里的領班服務員，確保侍者要顧及到每張餐桌的客人。

第三步：Alice的信息從基站控制器發送到移動交換中心。這樣一來，數據就從基站無縫傳輸到網絡上，反之亦然。再以餐廳為例，MSC就是餐廳里的主廚，他們接收菜單，轉交給其他廚師去做菜，在菜品端給客人之前負責“潤色”一下。

第四步：現在Alice的信息發送到短信息服務中心了。SMSC就相當于餐廳的廚師，信息就暫時存儲在這里了，直至SMSC獲得更多接收方的信息。SMSC從歸屬位置寄存器和拜訪位置寄存器中獲取信息源。HLR和VLR這兩個數據庫包含了網絡的所有信息，它們追蹤發信人和接收人來檢測信息是否能夠發送出去。它們檢測接收人的手機是否停用，是否不在服務區。如果由于某些原因沒有發送出去的信息會在SMSC存儲6個小時，隨后被刪掉。

第五步：如果信息可以發送出去，那么短信息服務中心就會“放出”消息，發送到接收人的移動交換中心。

第六步：SMS信息發送到基站控制器。

第七步：基站控制器轉發信息給基站。

第八步：基站最終把信息發送給接收人。

這就是整個短信系統的運作過程。BSC,BST,MSC,SMSC,HLR和VLR都是全球移動通訊系統網絡中的節點。整個網絡圖示如下：

什么是點對點網絡

一般的網絡結構是客戶端-服務器結構。

這是中心化的服務器。任何人想連接服務器都可以發送請求。互聯網差不多就是這樣的運行原理。比如，使用Google搜索時，用戶向谷歌服務器發送請求，服務器返還用戶請求的結果。這種客戶端-服務器的系統有什么問題呢？

整個系統都依賴于服務器，因此服務器能否24小時不間斷運作至關重要。這就是瓶頸所在。萬一主服務器崩了，網絡里的所有用戶都會受到影響。此外，中心化的服務器存在安全隱患。因為網絡是中心化的，服務器處理了客戶的很多敏感信息。也就是說，任何人都可以通過攻擊服務器來獲取這些信息。另外中心化的服務器還存在審核問題。如果服務器限定某些事物是“少兒不宜”，不適合在網絡傳播呢？

要應對這些問題，需要一種不同的網絡結構。這種網絡結構把整個網絡的工作量分配給所有的參與者，他們人人平等，也就是所謂的“點”。這個網絡上不存在中心服務器，而是多個分布式的、去中心化的點。這就是點對點網絡。

兩種網絡結構的對比圖如下：

這種去中心化的點對點系統至關重要。為什么呢？因為隨著加密貨幣的誕生，這種點對點系統結合支付系統完全顛覆了金融行業。

明天我們將進一步探討加密貨幣中的網絡和節點。

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