Lansarea Shardeum: o realizare inovatoare
Luni, 27 ianuarie 2024, a avut loc un eveniment revoluționar în lumea web3, care poate fi asemănat cu isprava istorică a unei nave spațiale care a revenit perfect la rampa de lansare după prima sa misiune de test de zbor. În acest scenariu extraordinar, Shardeum nu numai că s-a confruntat cu provocări grele, dar a și ieșit învingător, rezistența rețelei sale marcând prima dată când o rețea shard se poate auto-vindeca în domeniul tehnologiei registrului distribuit.
Așa cum o călătorie cu o navă spațială implică planificare meticuloasă, inginerie de precizie și execuție fără întreruperi a manevrelor complexe, restaurarea betanetului Sfinx al lui Shardeum, care suferise un accident critic, a necesitat un nivel egal de măiestrie și inovație tehnologică. Capacitatea de a persista toate datele într-o rețea, în special una care funcționează folosind fragmentarea dinamică a stării este inovatoare.
Pe măsură ce ne lansăm în această explorare, nu doar sărbătorim aterizarea marca Shardeum, ci și o recunoaștem ca un moment decisiv în evoluția tehnologiei web3 — un salt care ar putea redefini granițele rezilienței rețelei IT și integrității datelor.
Prima rețea de fragmente care recuperează și păstrează datele în mod independent
Menținerea și restaurarea dinamică a unei rețele shard, cum ar fi Shardeum, include un spectru de provocări tehnice complexe care o diferențiază de rețelele blockchain tradiționale, cum ar fi Bitcoin sau Ethereum. Într-un mediu shard exprimat dinamic, cu autoscaling, realocarea continuă și echilibrarea nodurilor și resurselor pe diferite shard-uri este esențială pentru optimizarea performanței și scalabilității. Aceste schimbări constante în arhitectura rețelei adaugă o complexitate semnificativă în menținerea coerenței datelor, asigurând stabilitatea rețelei și facilitând recuperarea eficientă a erorilor.
Importanța acestei provocări este subliniată atunci când se compară răspunsul Shardeum la fluctuațiile nodurilor cu Bitcoin. Rețeaua Bitcoin menține funcționalitatea chiar și cu un număr mic de noduri, deoarece fiecare nod activ are un istoric complet de stare și tranzacție. În schimb, fiecare nod activ de pe Shardeum nu are un istoric complet al stării și tranzacțiilor, din cauza rețelei de fragmente Shardeum, iar fiecare validator are doar o parte din starea generală. Consecința acestei sharding este că toate nodurile validatoare devin foarte ușoare. Prin urmare, acest lucru creează o multitudine de oportunități și provocări de inginerie. Dacă un nod se defectează, cum ne asigurăm că toate datele sunt menținute? Shardeum are două căi principale.
În primul rând, Shardeum utilizează shardingul dinamic al stării, unde întregul spațiu de adrese este partiționat (sau împărțit) în funcție de numărul de noduri active. Fiecare nod este responsabil pentru partiția atribuită, împreună cu o anumită rază (R) în jurul lui și partiții suplimentare (E) adiacente acestuia, asigurând adaptabilitate dinamică și redundanță puternică a datelor în cadrul rețelei. Deci, chiar dacă un nod se defectează, există totuși continuitate în rețea și nu se pierd date.
În al doilea rând, Shardeum folosește noduri de arhivă pentru a stoca starea completă a întregii rețele. Acest lucru se realizează prin transmiterea de către nodurile active a stării parțial stocate către arhivator pentru colectare. Datorită acestor doi factori și a optimizării designului, recuperarea unor astfel de rețele trebuie proiectată în moduri noi pentru a facilita în continuare caracteristici benefice, cum ar fi scalarea automată și scalarea liniară.
Înțelegerea accidentelor
Acum că înțelegem elementele de bază ale fragmentării dinamice a stării și că nodurile de arhivare sunt într-un fel implicate, haideți să defalcăm unele dintre componentele suplimentare mai în profunzime și să le explicăm. Pentru a înțelege blocarea și recuperarea betanetului Shardeum, trebuie mai întâi să înțelegem puțin despre următoarele:
Nod arhivator
Detectați arhivatorii lipsă
Mod retea
Mod de recuperare
Înțelegerea elementelor de bază ale fiecăruia dintre acestea este importantă înainte de a ne arunca o privire asupra erorilor implicate, așa că haideți să aruncăm o privire!
Noduri de arhivare: Inter Stellar Storage
În Shardeum, nodurile de arhivare, numite și arhivare, sunt o categorie foarte importantă de noduri, însărcinate cu stocarea întregii înregistrări de stare și istorice ale rețelei. Distinși de nodurile active, arhivatorii nu participă la procesul de consens; Funcția sa principală este de a arhiva cuprinzător toate datele rețelei, inclusiv tranzacțiile și chitanțele. Contribuția nodului de arhivare este esențială pentru menținerea integrității rețelei și pentru asigurarea desfășurării fără probleme a operațiunilor acesteia, confirmând astfel statutul Shardeum ca o rețea puternică, completă și de încredere. Deoarece arhivatorii sunt o parte integrantă a rețelei sale, Shardeum trebuie să aibă protocoale în vigoare pentru a detecta arhivatorii (și validatorii) care nu răspund.
Detectarea arhivelor pierdute: Tehnologia extraterestră dezvăluită
Shardeum are un protocol numit protocol de detectare a nodurilor pierdute care detectează când un nod activ devine inoperant — acest lucru este destinat numai nodurilor active. Cu toate acestea, Shardeum are, de asemenea, un protocol pentru arhivatori care face ceva similar numit detectarea lipsei arhivatorului. Detectarea arhivatorului lipsă este un protocol special conceput pentru a gestiona scenariul rar în care unul sau mai mulți arhivatori devin inoperanți și sunt marcați ca lipsă. Deoarece nodurile de arhivare sunt esențiale în menținerea integrității și accesibilității datelor istorice în rețea, este, prin urmare, esențial ca, în cazul în care nu răspund sau funcționează defectuos, aceste evenimente critice să poată fi capturate pentru a atenua efectele din aval. Deși un arhivator lipsă nu provoacă acest accident, interacțiunea dintre protocolul de detectare a arhivatorului lipsă și modul de rețea particular o face. Acum să vedem ce moduri de rețea există în Shardeum.
Modul de rețea pe Shardeum: nu este necesară NASA
Inovația emblematică în Shardeum susținută de protocolul Shardus de bază este cadrul modului de rețea. Aceste moduri depășesc condițiile operaționale de bază, realizând coordonarea complexă a diferitelor activități ale nodurilor, metode de sincronizare a datelor și sisteme de gestionare a tranzacțiilor. O astfel de configurare a rețelei joacă un rol important în menținerea integrității operaționale a rețelei, în special în scenariile caracterizate prin pierderea nodurilor și a datelor — întrucât Shardeum este o rețea fragmentată.
La un nivel mai simplu, cel mai bun mod de a înțelege modul de rețea în Shardeum, este un plan de urgență bine codificat, care permite continuitatea operațiunilor pentru întreaga rețea — chiar și în condiții improbabile, cum ar fi blocarea rețelei sau degradarea la nivelul întregii rețele. Această rezistență și rezistență operațională preprogramată asigură că Shardeum va fi mereu în viață — indiferent de dificultățile cu care se confruntă rețeaua.
Deși înțelegerea erorilor nu necesită înțelegerea fiecărui aspect al cadrului modului de rețea, este util să cunoașteți elementele de bază. Esența cadrului modului de rețea este încorporarea mai multor faze diferite de rețea: stabilire, procesare, securitate, recuperare, repornire, recuperare și întrerupere. Aceste moduri sunt concepute cu atenție pentru a aborda diverse situații și urgențe ale rețelei. Cu toate acestea, modul de care ne preocupă în acest articol este modul de recuperare.
Mod de recuperare de inginerie inversă: Rosewell Revisited
Modul de recuperare este unul dintre cele 7 moduri de rețea menționate mai sus. Modul de recuperare este inițiat atunci când numărul de noduri active în rețea scade sub un prag critic predeterminat (configurat în prezent la 75% sau mai mic). Acest prag poate fi ajustat în funcție de cerințele rețelei. În acest mod, rețeaua întrerupe procesarea tranzacțiilor aplicației și sincronizarea datelor aplicației. Această strategie este concepută pentru a facilita extinderea rețelei prin derularea fără probleme a nodurilor inactive ca parte a rotației nodurilor, astfel revenind numărul de noduri active la niveluri optime, în mod ideal peste 100%.
În timpul modului de recuperare, arhitectura de rețea Shardeum permite upgrade-uri graduale ale nodurilor, limitate la o creștere de 20% pe ciclu (fiecare ciclu este de aproximativ 60 de secunde). Această rată de creștere controlată este esențială pentru menținerea stabilității rețelei și pentru asigurarea integrării fără probleme a noilor noduri. O creștere rapidă a numărului de noduri, cum ar fi un vârf de 50%, are potențialul de a destabiliza rețeaua și de a complica procesul de integrare.
Fiecare nod nou adăugat necesită resurse de rețea pentru sincronizare și integrare. Limitând upgrade-urile la 20% pe ciclu, rețeaua se asigură că infrastructura sa poate suporta în mod adecvat adăugarea de noi noduri fără efort. Această abordare nu numai că menține stabilitatea rețelei, ci și minimizează riscul de inconsecvență a datelor sau erori în timpul procesului de sincronizare, menținând astfel integritatea datelor lanțului ciclului.
Cauzele principale ale accidentelor: Orizontul evenimentelor
Este important să rețineți că există două erori diferite. Eroare de bibliotecă Neon — care a cauzat blocarea aleatorie a validatorilor și o eroare în protocolul de detectare a arhivatorului lipsă — care nu ar accepta o listă de validatori goală. Deși lipsa protocolului de detectare a arhivatorului este cea care provoacă blocarea versiunii actuale a Betanet, aș dori să vă invit să discutați mai întâi despre eroarea bibliotecii neon.
În versiunea Sphinx 1.9.1, am integrat o actualizare a bibliotecii care folosește liantul Neon pentru a lega funcțiile Rust și TypeScript, deoarece Shardeum este construit în principal în TypeScript. Neon este cunoscut pentru abordarea sa inovatoare, deși experimentală, care deseori depășește limitele practicilor convenționale de dezvoltare a software-ului. Această integrare își propune să îmbunătățească interoperabilitatea între aceste două limbi, permițând o comunicare mai eficientă și mai directă în cadrul arhitecturii noastre software. Cu toate acestea, acest lucru provoacă o eroare care face ca nodurile să părăsească aleatoriu din rețea.
În al doilea rând, în incidentul recent care a provocat o prăbușire a betanetului pe Shardeum, cauza principală a fost identificată ca o anomalie critică care provine din interacțiunea dintre cele două subsisteme diferite menționate mai sus: mecanismul de detectare a arhivatorului lipsă și protocolul modului de recuperare a rețelei.
Acest scurt accident a fost declanșat de activarea simultană a acestor două mecanisme, scenariu nemaiîntâlnit sau testat până acum. Procesul de arhivare pierdută este declanșat împreună cu modul de recuperare a rețelei și din cauza unei erori în modul arhivare pierdută care nu acceptă o listă goală de noduri active. Acest lucru duce la o blocare a rețelei.
Cronici de recuperare: de la șocul sistemic la trezirea stelare
Deci, ce s-a întâmplat de fapt și când? O cronologie a evenimentelor din jurul prăbușirii rețelei și rezoluția acesteia este următoarea:
Vulnerabilități și actualizare inițială: rețeaua are o vulnerabilitate semnalată de procesul de lining 1.9.1 din biblioteca npm (neon). A fost implementată o îmbunătățire pentru a rezolva această problemă. Cu toate acestea, această îmbunătățire a ridicat din neatenție o excepție care nu a fost reprodusă în timpul testării locale.
Excepții intermitente ale bibliotecii care cauzează întreruperi ale validatorului: biblioteca, neon, se confruntă cu excepții sporadice care cauzează întreruperi periodice ale validatorului de rețea. Deși proiectarea rețelei permite rezistența prin reumplerea acestor validatoare, iar, din păcate, timpii de eșec simultan între mai mulți validatori declanșează modul de recuperare a rețelei.
Declanșarea modului de recuperare a rețelei: Odată ajuns în modul de recuperare a rețelei, protocolul trebuie să curețe și să recreeze lista de noduri active. O eroare concomitentă în sistemul de fișiere lipsă, care nu a găzduit o listă de validatori goală, a fost cauza principală a blocării rețelei.
Rezolvarea și recuperarea rețelei: accidentul a fost remediat și rețeaua a fost restaurată cu succes folosind datele stocate în arhivator. Este pentru prima dată în istorie când o rețea shard de Layer 1 prăbușită a fost recuperată cu succes și toate datele de pe rețea au fost păstrate intacte. Acest lucru nu s-a făcut niciodată în nicio rețea, cu atât mai puțin într-o rețea cu fragmentare dinamică a stării. Această realizare marchează o „aterizare a rachetei” de succes în ceea ce privește recuperarea rețelei.
Remedieri finalizate: Au fost implementate remedieri inițiale pentru a rezolva problemele bibliotecii, dar într-un efort continuu de îmbunătățire a stabilității rețelei, a fost lansată versiunea 1.9.5. Această actualizare introduce o singură, dar importantă remediere a erorilor care abordează o altă instanță de blocare a legăturii neon, identificând și remediand vulnerabilitatea specifică fără a necesita o actualizare la nivel de rețea. Inițial, utilizatorii care operează pe versiunea 1.9.4 au flexibilitatea de a rămâne pe versiunea actuală sau de a alege să facă upgrade la 1.9.5, pe baza evaluării lor asupra performanței rețelei și a preferințelor de stabilitate. Cu toate acestea, în cele din urmă s-a decis că, în scopul îmbunătățirii stabilității rețelei și al abordării problemelor persistente legate de legarea neon, versiunea minimă necesară pentru validator ar trebui să fie crescută la 1.9.5. Această actualizare își propune să excludă în mod sistematic validatorii care rulează pe versiunea 1.9.4, care au fost identificați ca fiind vulnerabili la blocări din cauza complicațiilor de legare neon menționate mai sus. Acest lucru este necesar pentru a vă asigura că bug-ul neon a fost complet eliminat și complet reparat.
Acum că știm despre cronologia și cum s-au întâmplat evenimentele majore, să aruncăm o privire la ceea ce s-a întâmplat, astfel încât rețeaua să poată fi restabilită rapid.
Avântul spre Recuperare
Recuperare agilă
Recuperarea rețelei constă din multe părți, dar una dintre principalele este modul de recuperare Shardeum. După cum sa menționat anterior, modul de recuperare este inițiat atunci când numărul de noduri active în rețea scade sub un prag critic predeterminat și permite o creștere rapidă, controlată și eficientă a rețelei într-un mod sigur de restabilire a rețelei. Este important de subliniat că, fără ingeniozitatea tehnologică a designerilor și dezvoltatorilor modului de rețea — Shardeum nu ar fi putut să se recupereze atât de ușor din accident și să-și demonstreze, de asemenea, talentul inovator.
În plus, echipa tehnologică Shardeum a depus eforturi semnificative pe măsură ce a lansat acțiuni imediate. Pasul inițial a implicat o analiză amănunțită pentru a identifica cauza principală a prăbușirii, care a fost urmărită într-o anomalie în interacțiunea dintre detectarea lipsei arhivei din rețea și sistemul său în modul de recuperare. Înțelegând complexitatea problemei, echipa a implementat rapid o abordare cu mai multe fațete pentru a aborda impactul imediat și vulnerabilitățile subiacente.
Răspuns mixt din partea echipei Shardeum Technology
Din punct de vedere tehnic, răspunsul a fost mixt: mai întâi, echipa a izolat componentele afectate pentru a preveni degradarea ulterioară a țesuturilor. În același timp, au aplicat un patch pentru a remedia o eroare în sistemul de fișiere lipsă, asigurându-se că poate gestiona o listă de validatori goală — o eroare critică care a declanșat defecțiunea rețelei. Pentru a restabili rețeaua la capacitatea operațională maximă, datele stocate în arhivă sunt apoi activate și utilizate pentru a reconstrui starea rețelei înainte de accident, asigurându-se că nu se pierd date în acest proces.
Din punct de vedere logistic, echipa se coordonează între fusuri orare și discipline, utilizând instrumente bazate pe cloud pentru colaborare și monitorizare în timp real. Acest efort coordonat nu numai că facilitează dezvoltarea și implementarea rapidă a corecțiilor, dar asigură și că toți membrii echipei sunt aliniați la procesul de recuperare și la pașii următori.
Acest incident a servit ca un test riguros al protocoalelor Shardeum de gestionare a accidentelor și a subliniat importanța răspunsurilor agile și inovatoare la provocările neașteptate. Acest lucru subliniază angajamentul echipei de a menține o rețea rezistentă și sigură, gata să depășească obstacole tehnice complexe pe măsură ce apar.
Inovații de aterizare în siguranță și în spațiu
În concluzie, recuperarea cu succes a rețelei shard Shardeum marchează o schimbare semnificativă în tehnologia rețelei, marcând o piatră de hotar cu implicații de anvergură pentru industrie. Deși în prezent puțin cunoscute, inovații precum modul de rețea vor stabili în cele din urmă noi standarde industriale pe web3.
Am convingerea de mult timp că inovațiile de bază ale lui Shardeum sunt foarte probabil să influențeze evoluțiile tehnologice viitoare, inspirând inovația și o nouă generație de tehnologie de registru. Fiind un martor de primă mână la prima recuperare a rețelei Shardeum, știam că aceasta va fi un catalizator pentru reevaluarea standardelor din industrie, care ar putea duce la adoptarea de protocoale și metodologii mai stricte în proiectarea și arhitectura rețelei.
Acest eveniment nu a prezentat doar priceperea tehnică și inovația echipei Shardeum, dar a semnalat și începutul unei ere în care rețelele descentralizate devin mai robuste, adaptabile și mai capabile să facă față provocărilor neprevăzute atunci când vine vorba de planificarea recuperării în caz de dezastru. În cele din urmă, tehnologia Shardeum va anunța o nouă eră a descentralizării.