圖文詳解以太坊的節點和分片（一）_MSC

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？

Cumberland將2.06萬枚ETH存入幣安和Coinbase，之后提取9700枚ETH:7月7日消息，據Lookonchain監測，加密做市商Cumberland于15小時前將2.06萬枚ETH（約合3800萬美元）存入幣安和Coinbase，并在ETH價格下跌后提取9,700枚ETH（約合1800萬美元）。[2023/7/7 22:24:06]

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：

幣安將支持Band Protocol（BAND）網絡升級:4月26日消息，據官方公告，幣安預計將于北京時間4月27日21:00暫停BAND代幣的充值、提現業務，以支持BandProtocol（BAND）將于BandProtocol區塊高度16,562,500（預計北京時間4月27日22:00）進行的網絡升級。網絡升級期間，BAND交易不受影響。幣安將在BandProtocol（BAND）的網絡升級完成后，待網絡穩定運行時重新開放BAND代幣的充值、提現業務，不再另行公告。[2023/4/26 14:27:37]

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。

Lido Solana質押已支付獎勵突破20萬枚SOL，價值超400萬美元:金色財經報道，流動性質押協議Lido官方數據顯示，Lido Solana質押已支付獎勵超20萬枚SOL，截至目前達到201,797 SOL，價值約合4,169,108美元。當前Lido已質押的SOL數量約為240.7萬枚，價值接近5000萬美元。[2023/2/12 12:02:01]

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。

*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。

新火科技上線Sinohope Staking技術支持服務，布局去中心化業務:金色財經報道，新火科技宣布推出去中心化Staking技術支持服務Sinohope Staking。首期服務支持Cosmos鏈，未來計劃拓展至以太坊、EOS、LINK等其他主流公鏈。

Sinohope Staking旨在提供安全專業的技術支持和服務，以便用戶快捷高效地參與去中心公鏈Staking生態，平臺不經手亦不會持有任何客戶資產。客戶無需托管虛擬貨幣資產，通過自主決定參與及 操作，自行管理資金，即可成為眾多PoS公鏈的節點，從而獲得穩健、低風險的收益。[2023/1/30 11:36:28]

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。

*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

MetaMask Institutional為組織推出編程訪問，可通過API直接訪問Web3:金色財經報道，MetaMask機構解決方案MetaMask Institutional（MMI）為組織推出編程訪問，編程訪問將允許組織通過他們自己的API連接到Web3，將使他們能夠創建腳本來完成各種DeFi協議上的復雜執行策略，并構建、定制和自動化腳本以加速交易制作、確認和簽名。

MMI的編程訪問功能允許組織以編程方式跨多個托管人執行，一個組織不必單獨連接到每個托管人，只需連接到一個統一的SDK并在他們選擇的所有托管人之間創建交易。[2022/12/14 21:43:55]

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。”

(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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