Ethereum нода что это

Установка и настройка ноды для Ethereum

Выполняя проекты на блокчейне мы столкнулись с тем, что в интернете нет информативной статьи, которая подробно рассказывала бы, как развернуть ноду и выполнить простейшие команды.

Что такое нода?

Нода — это любой компьютер, подключенный к блокчейн-сети. Через P2P-протоколы ноды обмениваются между собой информацией о блоках и транзакциях.

В зависимости от типа ноды хранят только часть или все данные блокчейна и делятся на:

• Полные ноды. Они обслуживают всю сеть, загружают и валидируют каждый блок с транзакциями, руководствуясь исключительно алгоритмом консенсуса, и являются полностью независимыми. Полные ноды отвергают противоречащие консенсусу блоки или отдельные транзакции. Такая нода имеет полную копию данных сети блокчейна.
• Облегченные ноды. Представляют компьютер со специальным ПО, подключенный к сети блокчейн. Облегченные ноды не хранят все данные блокчейна, а только заголовки блоков для подтверждения подлинности транзакций, которые они содержат.

Системные требования для работы ноды криптовалюты Ethereum

Для полноценной работы с приложениями необходимо “поднимать” полную ноду. Самый важный и проблемный вопрос — наличие подходящего железа. Бюджетные виртуальные сервера не смогут должным образом поддерживать работу нод, их мощности просто не хватит. А некоторые криптовалюты, такие как Ethereum и Bitcoin, требуют большой объем жесткого диска — около терабайта.

Для работы ноды нужен выделенный сервер среднего сегмента. Сервер низкого сегмента брать не стоит, есть риск, что со временем требования к серверу повысятся, нода разрастется, а мощности не хватит. Слишком дорогой сервер тоже не нужен, только если вы не собираетесь на нем держать несколько нод для разных криптовалют.

Размер жесткого диска

Это один из основных моментов, требующих постоянного контроля. Размер ноды Ethereum постоянно растет на несколько десятков гигабайт в месяц. Покупайте сервер с большим запасом места, чтобы не приходилось останавливать работу для его увеличения.
На момент написания статьи рекомендуем иметь ноду на 1,2 Тб — это уже с небольшим запасом на ближайшие 2-3 месяца.

Производительность дисков

Обязательно нужно обращать внимание на производительность жестких дисков. Нода криптовалюты Ethereum содержит огромное количество мелких и очень мелких файлов, количество которых может достигать миллионов. Для этого лучше использовать SSD-диски, т.к. они более быстрые в сравнении с SATA. Нода Ethereum больше всех других нод нагружает систему, поэтому и железо нужно помощнее.

Процессор и память

Минимальные системные параметры для работы ноды Ethereum: 4 ядра процессора и 8 гигабайт оперативной памяти (ОЗУ). Конечно, нода будет работать и на более низких параметрах, но ее стабильность при этом будет куда ниже.
Если на сервере располагается еще какой-то проект, особенно высокофункциональный и нагруженный, рекомендуем повысить эти показатели в 1,5-2 раза.

Операционная система

Нет какой-то определенной рекомендации для конкретного выбора ОС. Мы используем при реализации проектов Ubuntu. Обычно разработчики нод объявляют поддержку именно этой системы. Под нее всегда есть готовые сборки и скрипты установки. С другой версией линукс придется тратить больше времени.

Установка и настройка ноды эфира (etherium)

Если помимо ноды на сервере у вас стоит проект, то для работы с каждой нодой мы рекомендуем создать отдельного пользователей на сервере. Это обезопасит проект от случайной поломки и позволит разграничить доступ к данным.

1. Авторизуемся на сервере:

2. Переходим в папку на сервере, где будет располагаться нода. В примере мы создали отдельную папку eth/data/:

3. Добавляем репозиторий ethereum, с которого будут загружены установочные файлы ноды:

# add-apt-repository -y ppa:ethereum/ethereum

4. Обновляем список репозиториев:

5. Следующей командой запускаем установку ноды Ethereum на сервере:

# apt install ethereum

После запуска команды нас попросят подтвердить операцию, указываем “y” и жмем “Enter”:

В консоли отобразиться длинное полотно лога, это нормально. Ошибок при этом быть не должно:

Нода установлена. Теперь ее нужно запустить.

6. Для запуск ноды выполняем команду:

В консоли начнет отображаться ход запуска ноды и ее синхронизация:

В случае запуска команды без дополнительных параметров нода будет запущена с параметрами по умолчанию. На скриншоте можно видеть что, памяти выделено всего 512 Мб.

7. Чтобы запустить ноду в более быстром режиме, необходимо выполнить команду с параметрами, которые запускают RPC API для возможности обращения к командам API ноды:

# geth —cache=8192 —rpc —rpcaddr 0.0.0.0 —rpcport 8545 —rpccorsdomain «*» —rpcapi «admin,eth,miner,web3,personal»

• cache — размер выделяемой памяти в Мб, рекомендуемое значение 8192, если параметры сервера позволяют;
• rpcaddr — ip-адрес по которому будет работать API ноды, в данном случае это адрес сервера;
• rpcport — порт, через который будет происходить подключение к API ноды:
• rpcapi — для работы достаточно параметров “admin, eth, miner, web3, personal”.

С более подробной информацией о работе с API Ethereum можно ознакомиться на официальной странице в Github https://github.com/ethereum/go-ethereum.

Для быстрого обновления ноды желательно иметь выделенный канал не менее чем 1 Гбит/с. В наших проектах такую скорость связи нам обеспечивает наличие собственного дата-центра.

Поскольку нода может синхронизироваться очень долго, до нескольких дней, есть смысл ее повесить на фоновый процесс вместе с супервизором. Периодически может случаться, что память на сервере заканчивается и ноду необходимо перезапустить. Супервизор будет делать это автоматически, а процесс синхронизации не будет остановлен.

Пока нода запущена — работает API, а вместе с ним и весь функционал по Ethereum.

Команды для работы с нодой на Ethereum

В данном блоке мы перечислили основные команды, которые помогут управлять нодой и обслуживать ее.

Чтобы подключиться к панели управления нодой, необходимо ввести команду:

В консоли отобразится информация о подключении:

В первую очередь нам нужно знать, каков статус синхронизации. Для этого в Панели вводим команду:

Отобразится информация о блоках:

• currentblock — текущий блок в нашей ноде;
• highestblock — значение самого последнего блока в сети.

Наша задача дождаться, пока значение текущего блока будет равно значению последнего. Как только это случилось, консоль нам выдаст статус “false”, означающий, что нода полностью синхронизирована и готова к работе:

Таким образом мы запустили и синхронизировали всю базу Ethereum и готовы к последующей разработке приложения на блокчейн.

Иногда бывает, что нода перестает синхронизироваться из-за битых данных либо вообще не запускается процесс синхронизации, выдает ошибку. В таком случае необходимо очистить базу данных блокчейна командой:

В случае, если после очистки базы нода все-равно медленно синхронизируется или вообще прогресс не идет, нужно проверить наличие подключений пиров. Пиры — это все компьютеры, которые отдают вам свои данные блокчейна, т.е. откуда вы скачиваете базу. Для этого в Панели управления нодой запускаете команду:

Посмотреть, на сколько процентов загружена база от своего общего объема, можно командой, запускать ее нужно в консоли:

# geth —exec ‘var s = eth.syncing; console.log(«\n———— GETH SYNCING PROGRESS\nprogress: » + (s.currentBlock/s.highestBlock*100)+ » %\nblocks left to parse: «+ (s.highestBlock-s.currentBlock) + «\ncurrent Block: » + s.currentBlock + » of » + s.highestBlock)’ attach

Надпись “undefined” означает, что нода синхронизируется в реальном времени, но еще не получила информацию о самом последнем блоке. Это нормально, т.к. ежесекундно появляются новые данные, которые постоянно загружаются в базу блокчейна. Тут скорее следует обращать внимание на общий прогресс синхронизации, чтобы он не сильно отставал, иначе есть риск получения неактуальных данных о блокчейне.

Если вам требуется разработать проект, которые реализован на блокчейн, то вы можете обратиться к нам для расчета стоимости.

Источник

Ноды Эфириума

Если вы интересуетесь миром криптовалют, то знаете, что главная нерешённая проблема биткоина и Эфириума – масштабируемость . Сообщество разработчиков биткоина попыталось преодолеть преграду ограниченной масштабируемости, выпустив обновление Segwit. Однако разработчики Эфириума пытаются разрешить эту проблему по-другому. Один из многих подготавливаемых протоколов – так называемый «шардинг» [sharding]. Он будет активирован при переходе в следующую фазу развития сети. Прежде чем говорить о шардинге, давайте сформируем чёткое понимание принципов работы системы сетей и узлов.

Ноды, сети и их параметры

Давайте попытаемся разобраться в принципах работы сети Эфириума, прибегнув к простой аналогии.

Представьте себе коробку:

В коробку заносится какой-то объект. Внутри с ним совершаются разного рода манипуляции, после чего объект вынимают. Эта коробка – аналог ноды (или узла) сети.

Сеть – это вся совокупность соединённых между собой нод.

Параметры – это правила функционирования сети.

Другой пример: шредер для бумаги.

Теперь рассмотрим принцип работы простейшего измельчителя бумаги:

Перед нами сеть из трёх узлов – бумага, шредер и обрезки бумаги. До сих пор мы предполагали, что у ноды может быть лишь один входной канал. Однако это не так.

Пример устройства с несколькими входными каналами: тостер

Кухонный тостер имеет два входа:

Схема работы тостера:

Обратите внимание: чтобы достигнуть ожидаемого результата (зажарить хлеб), тостеру необходимы оба ресурса.

Пример: телевизор

Усложним систему. Представим сложную сеть, использующую параметры. Пусть она состоит из телевизора с подключённой к нему аналоговой антенной. Представим также, что к нему подсоединены и PS4, и Xbox.

Схема такой сети:

Тут возникает проблема.

Доступ к одному из верхних узлов сети возможен только через телевизор. Было бы странным смотреть «Игру Престолов» и играть в FIFA18 одновременно. Здесь нам пригодятся параметры. Именно они делают каждый узел уникальным. Записываем в телевизор значения для каждого из допустимых каналов. Он будет работать со следующими условиями:

• При нажатии на кнопку «0», включается обычное аналоговое ТВ
• При нажатии на кнопку «1», подключается PS4
• При нажатии на кнопку «2», подключается Xbox

Теперь каждый узел сети уникален. Подумаем, какие ещё параметры указать, чтобы более точно охарактеризовать наше устройство:

• Диагональ экрана. Скажем, 55дюймов.
• Цвет корпуса. Например, серебристый.
• Бренд. Sony TV.
• Тип монитора. Плазменный экран.

Параметры помогли нам описать телевизор, превратив его из абстрактного во вполне конкретный плазменный серебристый SonyTV с диагональю в 55 дюймов.

• Узлы (ноды) – отдельные компоненты сети. Принимают входной сигнал, совершают над ним манипуляции и подают на выход.
• Сеть – совокупность соединённых между собой узлов.
• Параметры – правила, определяющие свойства каждого узла.

Телекоммуникационные узлы и сети

Вся телекоммуникационная система построена на сетях и узлах. Интернет, голосовые звонки, SMS – всё это работает благодаря аккуратно выстроенной системе нод и сетей.

Зачем нам подобная сеть?

У нас есть техническая возможность устанавливать связи между абонентами по принципу peer-to-peer. Однако такое решение обойдётся очень дорого и будет невероятно громоздким. Вдобавок оно будет неэффективным, ведь большая часть мощностей большую часть времени не будет загружена.

Мы пользуемся телекоммуникационной сетью для достижения этой эффективности. Попробуем дать определение узлу в этом контексте.

Узел – это точка перераспределения или конечная точка (приёмник сигнала).

Пример. GSM-сеть.

Предположим, что Оксана хочет отправить Андрею SMS-сообщение. В таком случае происходит следующее:

• Шаг 1: Оксана вводит текст сообщения и нажимает кнопку «Отправить». Сообщение посылается на базовую станцию (БС). Таких станций вокруг вас десятки. Роль БС – подключить вас к сети. Они схожи с официантами в ресторане. Вы поднимаете руку (т.е. отправляете SMS), привлекая их внимание.

• Шаг 2: Контроллер базовых станций (КБС) удостоверяется в том, что все БС исправны, и в сети отсутствуют неполадки. Пользуясь аналогией с рестораном, КБС – менеджер заведения.

• Шаг 3: Далее SMS пересылается с БС на мобильный центр коммутации (МЦК). Роль последнего – удостовериться, что данные пересылаются правильно и без задержек. В ресторане МЦК был бы шеф-поваром, принимающим заказы и распределяющим их между поварами. Он также вносит в некоторые блюда завершающие штрихи перед подачей.

• Шаг 4: Теперь сообщение оказывается в SMS-центре (SMSC). Это как раз один из поваров. Информация хранится здесь до получения дополнительной информации об Андрее. Он получает эту информацию из источников наподобие реестра собственных абонентов (РСА) и реестра абонентов в роуминге (РАР). В этих двух базах содержатся все данные о сети. Они позволяют отследить отправителя и получателя, а также удостовериться в факте получения сообщения. Они проверяют, включен ли телефон Андрея и находится ли он в пределах зоны доступа. В случае невозможности принятия SMS, оно хранится в здесь в течение 6 часов, после чего удаляется.

• Шаг 5: Если Андрей доступен, SMSC передаёт сообщение обслуживающему его МЦК.

• Шаг 6: SMS пересылается на контроллер базовых станций.

• Шаг 7: КБС отправляет послание на базовую станцию

• Шаг 8: Андрей получает SMS от своей базовой станции.

Схема сети передачи SMS-сообщений:

P2P-сеть

Традиционные сети строятся по модели «клиент-сервер». Как они работают?

В сети присутствует центральный сервер. Все желающие подключиться устройства могут послать ему запрос и получить желаемую информацию. В принципе, также работает и интернет. Если вы хотите найти что-то в Google, вы посылаете запрос на сервер компании. В свою очередь, тот возвращает вам результат. Это и есть система «клиент-сервер». Что же с ней не так?

Во-первых, необходима непрерывная работа сервера, иначе вся система перестанет функционировать. Во-вторых, зачастую сервер обрабатывает большой объём конфиденциальных данных о клиентах в силу централизованного характера сети. Это увеличивает вероятность взлома и делает его куда более опасным. В-третьих, возникает проблема цензурирования. Владелец сервера имеет власть над всем контентом и может навязывать всем участникам свои ограничения.

Для борьбы с этими недостатками была разработана новая модель построения сетей. Такая сеть распределяет нагрузку между всеми её участниками [peers], и все они равноправны. В ней исчезает потребность в центральном сервере. Это и есть сеть peer—to—peer.

Изображение с InfoZones

Зачем людям peer-to-peer сети?

Обмен файлами через торренты оказался самым популярным применением подобной сетевой архитектуры. Скорость загрузки файлов с единственного сервера, как правило, невелика и полностью зависит от его параметров.

В системе же peer-to-peer загрузка не прерывается в случае отключения одного из компьютеров-участников. К тому же, подобная сеть не подвержена цензуре центрального контролирующего органа.

Изображение с Quora

Децентрализованный характер P2P-сети позволил совершить настоящую революцию в системе электронных платежей, став основой криптовалют.

Сети и узлы в криптовалютах

Рассмотрим структуру сети Эфириума. Это peer-to-peer сеть, и её участники (другими словами, узлы) не имеют специальных привилегий. Идея платформы в том, чтобы все пользователи были равноправны.

В такой сети отсутствует иерархия. Выражаясь математическим языком, она обладает свойством плоской топологии. Хотя узлы и не пользуются специальными привилегиями, их функции могут различаться.

Все децентрализованные криптовалюты (в том числе BTC и ETH) построены по этому принципу, что продиктовано философией их создателей. Идея последних заключается в том, чтобы создать сеть без центрального органа управления, оказывавшего бы субъективное влияние на ценность валюты.

Каким же образом участники сети могут получать подтверждение того, что транзакции в ней действительно произошли? Здесь можно провести аналогию с тем, как распространяются сплетни. Предположим, что Илья отправил Даше 3 ETH. Ближайшие к нему узлы зафиксируют эту операцию и оповестят об этом своих соседей. Те же, в свою очередь, передадут этот факт еще дальше. В конце концов всё сообщество будет знать об этом.

В сети Эфириума узел – это компьютер, участвующий в работе сети. Он может выполнять три функции, играя одну из трёх ролей:

• Легкий клиент, котоый хранит только часть копии блокчейна
• Полный узел, хранящий полную копию блокчейна
• Майнер, который подтверждает транзакции в сети

Давайте рассмотрим каждый пункт подробнее.

Легкий клиент

Некоторые люди не имеют ресурсов или желания для загрузки полной версии блокчейна. Для них есть специальная альтернатива – стать легким клиентом. Взяв на себя эти обязательства, они получают возможность участвовать в жизни сети, подтверждая совершение транзакций.

Полный узел

Полные узлы – основа системы, и на них ложится большая часть работы. В их памяти хранится полная версия блокчейна. Полный узел – это компьютер, полноценно участвующий в исполнении всех правил консенсуса Эфириума, такие как:

• За «нахождение» одного блока выдаётся вознаграждение в 5 ETH;
• Правильно проставлены подписи транзакций;
• Транзакции и блоки записаны в корректном формате;
• Исключены случаи повторного платежа одними и теми же монетами (double spending).

Полные узлы не только подтверждают транзакции, но и передают всю информацию остальным узлам.

Майнеры

Все майнеры являются полными узлами, но не все полные узлы выполняют функцию майнеров. Майнеру необходимо держать в памяти полную версию блокчейна для выполнения своей функции.

Проблема масштабируемости Эфириума

Каким образом в Эфириуме достигается консенсус? Каждый узел в сети производит одно и то же вычисление. Консенсус достигается, когда большинство узлов приходит к согласию относительно какой-либо операции. На заре жизненного цикла платформы проблем не возникало, однако Эфириум становится все более популярным. Взгляните на этот график, описывающий количество ежедневных Ethereum-транзакций:

Изображение с Etherscan

Само по себе это не плохо, однако вместе с ростом числа операций экспоненциально увеличивается число вычислений, необходимых для достижения консенсуса. Более того, Эфириум обязан своей популярностью крупным корпорациям и буму ICO. В результате экспоненциальному росту подверглось и количество узлов сети. Ethereum на данный момент имеет наибольшее число узлов среди всех блокчейнов, что делает его наиболее децентрализованным.

В мае 2017 года в Эфириуме было 25,000 узлов, а в блокчейне биткоина всего 7,000. А с апреля по май их число возросло на 81%.

Количество узлов в сети обратно пропорционально времени, необходимому на подтверждение транзакции. Консенсус достигается линейно. Предположим, что в сети 3 ноды – А, В и С. Сперва узел А проводит вычисления, подтверждая транзакцию. Далее то же самое делает компьютер В, и, наконец, С.

В случае прибавления участника D возрастёт и затрачиваемое время.

Средняя пропускная способность Эфириума – 20 транзакций в секунду. Сравните это с цифрами 193 для PayPal и 1667 для Visa!

Стоит отметить, что разработчики Эфириума считают платформу чем-то большим, чем механизмом распространения эфира (соответствующей криптовалюты). Их цель заключается в том, чтобы люди создавали децентрализованные блокчейн-приложения [DApps] на уровне Facebook и YouTube. Однако для её достижения жизненно важно разрешить проблему масштабируемости сети.

Для этого были предложены три решения:

• Увеличение размера блока
• Использование различных альткоинов
• Шардинг

Увеличение размера блока

Подобное решение улучшит работу сети, позволив участникам помещать большее число транзакций в один блок. Однако оно вызовет и ряд проблем:

• Простое увеличение блока не ускорит процесс достижения консенсуса между узлами. Напротив, рост числа транзакций в блоке приведёт к росту необходимых вычислений.
• Встав на этот путь, разработчики будут вынуждены и впредь периодически повышать размер блока. Обычные компьютеры не смогут загружать столь массивный блокчейн, что приведёт к большей централизации системы.
• Такое обновление возможно лишь посредством хардфорка. Один из хардфорков Эфириума повлёк за собой разделение валюты и появление Ethereum Classic. Это разделяет сообщество и подвергает риску всю экосистему платформы.

Использование разных альткоинов

Суть этой идеи в том, чтобы использовать несколько параллельных блокчейнов вместо одного главного. Предположим, что на базе Эфириума построено 50 децентрализованных приложений. Почему бы не создать 2 блокчейна и не распределить их между ними? К сожалению, данная идея тоже имеет недостатки:

• Деление хэшрейта блокчейна нежелательно, ведь от него зависит степень защищённости системы от хакеров и её скорость.
• Злонамеренным майнерам будет проще завладеть 51% сети и диктовать свои условия.

Шардинг

Ethereum-сообщество сошлось на шардинге как на компромиссном решении.

Представим сеть из нод А, В и С, которые должны верифицировать данные Т. Однако А, В и С не будут самостоятельно подтверждать весь объем информации Т, а разобьют его на 3 части – Т1, Т2 и Т3 (это и есть шарды). После этого А, В и С проведут работу с каждым шардом независимо. Таким образом, количество необходимого времени уменьшается экспоненциально.

Более подробно о шардинге читайте в нашей следующей статье.

Источник