Comparaison des performances du client du réseau principal Ethereum 2.0 : Lighthouse, Lodestar, etc.

Comparaison de tous les clients disponibles sur le réseau principal Ethereum 2.0 sur la base des dernières mesures de performances. Après le lancement de la chaîne de balises Ethereum 2.0 en décembre 2020, il est temps d'introduire et de comparer les implémentations de protocoles existantes. Cet article, le premier d'une série d'articles, comparera les performances des nœuds de la chaîne de balises et l'utilisation des ressources de 5 clients majeurs par ordre alphabétique. Lighthouse (Rust, Sigma Prime) Lodestar (TypeScript, ChainSafe Systems) Nimbus (Nim, Status) Prysm (Go, Prysmatic Labs) Teku (Java, ConsenSys Quorum) L'infrastructure du réseau principal Ethereum 2.0 se compose de trois composants principaux : Beacons La chaîne est un Chaîne PoS (Proof of Stake). Après la fusion de la chaîne Ethereum 1.x actuelle (le consensus est PoW) avec Ethereum 2.0, la chaîne de balises deviendra l'épine dorsale de la sécurité Ethereum. Les validateurs sont comme des mineurs dans le consensus PoS. Tout le monde peut promettre 32 ETH pour devenir vérificateur, avoir le droit de proposer de nouveaux blocs, voter sur la finalisation des blocs, puis obtenir des récompenses. Le slasher surveille si le vérificateur fait le mal, en cas d'attaque. Tout validateur qui enfreint les règles sera puni et retiré du réseau. Données : Le nombre de nouvelles adresses de détention Ethereum et d'utilisateurs actifs a atteint un nouveau sommet en 18 ans : les données de Glassnode montrent que le nombre d'adresses de détention Ethereum s'accélère et la moyenne mobile mensuelle du nombre de nouvelles adresses de détention Ethereum a dépassé 10 millions, le plus haut niveau depuis mars 2018. Dans le même temps, le nombre de nouveaux utilisateurs actifs d'Ethereum augmente également rapidement : le nombre a augmenté de 400 000 depuis la semaine dernière et la moyenne sur 14 jours a dépassé les 340 000, le plus haut niveau depuis août 2018. Remarque : Glassnode définit les métriques d'adresses actives comme des adresses qui envoient ou reçoivent avec succès des actifs au cours d'une période donnée. [10/06/2020] A noter que cet article se concentre principalement sur le premier point, la chaîne de balises est le fondement du réseau Ethereum 2.0. Les chercheurs peuvent trouver tous les scripts, données et tracés pertinents sur Github pour une analyse plus approfondie : >byz-f/eth2-bench-mainnet Cet article se concentrera sur le premier et le plus excitant problème de ces indicateurs de synchronisation de découverte : les informations de nœud de la chaîne de balises Ethereum 2.0, et les résultats sont présentés dans la figure ci-dessous. Dans le tableau ci-dessus, la progression de la synchronisation est comparée en comparant le temps nécessaire aux clients pour synchroniser le même emplacement. Avant de juger les résultats (bien que cela dépasse le cadre de cet article), il y a trois choses que nous devons savoir sur le graphique. La société de développement d'Ethereum Layer 2 Matic Network a lancé le réseau principal : Le 20 mai, la société de développement de technologies d'expansion du réseau Ethereum Layer 2 Matic Network a récemment annoncé le lancement du réseau principal. Le directeur marketing de Matic, Chandresh Aharwar, a révélé que la première série de nœuds de vérification prendrait en charge le jalonnement. (BeInCrypto) [2020/5/20] 1. Prysm (ligne violette) a une caractéristique spéciale qu'il se connectera au nœud Ethereum 1.x, obtiendra tous les dépôts ETH du registre d'informations du vérificateur, puis de l'état Eth1 Build Eth2 Genèse. Bien que cette fonctionnalité soit utile du point de vue de la sécurité, puisque les utilisateurs n'ont pas à faire confiance aux développeurs Prysm pour obtenir l'état de genèse correct, le processus prend un certain temps. Par conséquent, il existe un décalage important entre le démarrage du client et le démarrage de la synchronisation. (#8209). 2. Lodestar (ligne grise) se bloque lors de l'analyse comparative en raison d'un problème de manque de mémoire JavaScript (#2005). Cependant, il est automatiquement redémarré par le script au bout de 10 secondes. 3. Invisible : Lors de la synchronisation initiale, Loderstar n'a pas entièrement vérifié toutes les signatures (#1217). Par conséquent, on ne sait pas comment Loderstar se compare aux autres clients. Dans le graphique ci-dessus, nous pouvons voir que Lighthouse (ligne orange) fait un excellent travail dans l'ensemble, et Prysm, Teku (ligne verte) et Nimbus (ligne bleue) sont excellents pour maintenir la vitesse. Cependant, regardons à nouveau le graphique ci-dessous : Dynamique | Mise à niveau d'Ethereum Istanbul : les frais de gaz de Calldata seront réduits à 1/4 de l'original : les nouvelles d'aujourd'hui, les développeurs d'Ethereum ont testé et analysé la taille du bloc et l'oncle sur le réseau principal en dernier semaine Après les données de taux de bloc, il a été décidé de réduire les frais de gaz de Calldata dans la proposition d'amélioration EIP-2028 du gaz d'origine 68 par octet à 16 gaz par octet. Cette optimisation est incluse dans la mise à niveau du hard fork d'Istanbul (16 octobre ). Les développeurs ont également mentionné dans la discussion que les frais de gaz de Calldata peuvent continuer à être réduits, mais la réduction des frais de Calldata peut également augmenter la taille des blocs et augmenter le délai des blocs de propagation du réseau. [2019/7/22] Dans ce tableau, nous avons supprimé le décalage temporel entre le démarrage du client Prysm et le démarrage de la synchronisation (c'est-à-dire la première génération de bloc de chaîne de balises). On peut voir que, si l'on compare simplement la vitesse de synchronisation, les performances de Prysm sont légèrement meilleures que celles de Lighthouse, et la synchronisation peut être effectuée en moins de deux heures, tandis que Lighthouse prend deux heures et demie. Teku et Nimbus prennent environ cinq heures. Il convient de noter que l'implémentation Eth2 TypeScript (le langage utilisé par Lodestar) n'est pas uniquement destinée à être le client de choix pour exécuter une chaîne de balises complète ou des nœuds de validation. Au lieu de cela, Lodestar fournira l'infrastructure pour tous les composants Web, de navigateur et de plugins des applications décentralisées Ethereum 2.0. Actualités | Ethereum compte 52 119 transactions non confirmées et la situation de congestion s'est considérablement améliorée : selon les données d'Etherscan, le nombre actuel de transactions non confirmées dans Ethereum est de 52 119 et la situation de congestion s'est considérablement améliorée par rapport aux jours précédents. [2018/8/25] En supposant que nous connaissions la hauteur actuelle de l'en-tête de balise du client et que nous puissions vérifier la hauteur de l'en-tête de bloc avant ces 60 secondes, nous pouvons afficher la synchronisation de chaque client par seconde. Le nombre d'emplacements (représenté par points) pour calculer la moyenne mobile sur les 60 dernières secondes afin de comparer la vitesse de synchronisation de chaque client. Les moyennes mobiles sur 10 minutes sont indiquées par un trait plein. Les résultats sont cohérents avec le graphique précédent. Même si Prysm est le client le plus rapide à synchroniser, à 60 emplacements par seconde, en raison du temps nécessaire pour obtenir l'état Eth1. Lighthouse est juste derrière, synchronisant 46 slots par seconde. Légèrement derrière se trouvent Teku (23/sec) et Nimbus (22/sec). Mais qu'est-ce qu'une fente ? Dans les chaînes de blocs traditionnelles telles que les chaînes Bitcoin et Eth1, il y a des blocs ou il n'y a pas de blocs. Ensuite, lors de la comparaison des performances des clients sur ces chaînes, nous comparerons leur vitesse de synchronisation en unités de blocs/seconde. En quoi est-ce différent de prendre les slots/seconde comme une unité ? Dans Ethereum 2.0, il y a toujours un slot désigné toutes les 12 secondes. Si un validateur est chargé de proposer un bloc dans un créneau, ce créneau a un bloc. Cependant, si le validateur manque le créneau, alors il y a un créneau vide (pas de bloc), mais le comptage des créneaux continuera malgré cela. Par conséquent, dans Ethereum 2.0, nous calculons la vitesse de synchronisation en unités de slots/seconde. Les œuvres d'Andy Warhol seront mises aux enchères via Ethereum : Selon les rapports du CCN, en juin 2018, 14 petites chaises électriques des œuvres d'Andy Warhol de 1980 seront mises aux enchères via Ethereum, et la vente aux enchères aura lieu à Mayfair, Londres. coopération avec la plateforme blockchain Maecenas Fine Art. Quarante-neuf pour cent des œuvres de Warhol seront mises en vente le 20 juin, la maison de vente aux enchères acceptant le bitcoin et l'éthereum pour le paiement. [2018/6/8] Dans ce graphique, nous supprimons la variable (heure), l'abscisse est le nombre de slots qui ont été synchronisés, et mappons la vitesse de synchronisation dans le graphique précédent à ce graphique. Tous les clients affichent une tendance : à mesure que le créneau augmente, la vitesse de synchronisation diminue. Étant donné que ces données ont été recueillies sur le réseau principal Ethereum 2.0, nous savons qu'il existe une file d'attente de validateurs en attente pour rejoindre le réseau 2.0. Au moment de la rédaction, il y a 13_458 validateurs dans la file d'attente, ce qui prendrait près de 15 jours à raison de 900 nouveaux validateurs par jour. Sachant que le nombre de validateurs sur le réseau principal Ethereum 2.0 augmente de manière linéaire, nous pouvons supposer que le plus grand ensemble de validateurs actifs ralentit la synchronisation. Indicateurs de ressources de calcul Au premier semestre, nous n'avons analysé que les indicateurs de synchronisation et sélectionné le client avec la synchronisation la plus rapide. Mais quel client est rapide et efficace en termes d'utilisation des ressources ? Dans le graphique ci-dessus, la capacité de la base de données de chaque client est comparée à mesure que le nombre d'emplacements de synchronisation augmente. Il convient de noter que Lodestar a la plus petite empreinte avec un total de 1,49 Gio en termes de nœuds de réseau principal entièrement synchrones (420_000 emplacements). Les résultats pour Lighthouse (2,98 Gio) et Prysm (3,16 Gio) sont également bons. Nous savons que les nœuds Eth1 stockent les données complètes de l'historique des blocs. Néanmoins, les nœuds Eth1 suppriment l'état historique pour minimiser l'espace disque requis pour la base de données. Les nœuds Eth2 sont comparables à ce concept. En même temps qu'ils stockent tous les blocs sur disque, ils suppriment l'état final. La principale différence entre les deux est la suivante : pour plus de commodité, les états historiques doivent être stockés dans les limites de l'époque. Actuellement, Nimbus stocke l'état aux limites d'époque toutes les 32 époques, tandis que Lodestar enregistre l'état sur disque toutes les 1024 époques. La différence est clairement visible sur la figure. Ce graphique est le même, mais trace la taille de l'ensemble de mémoire résidente de chaque client pendant la synchronisation. D'après la figure, le client Nimbus est très efficace, ne nécessitant qu'environ 1 Go de RAM pour l'ensemble du processus du réseau principal de la chaîne de balises. Il est suivi par Lighthouse et Lodestar, tous deux à un peu moins de 3 Gio. Remarque : La mémoire hors tas que Java alloue à Teku est hors du contrôle du développeur client. La consommation de mémoire disponible de la JVM est particulièrement importante. Les résultats métriques de Teku varient considérablement avec la quantité totale de mémoire disponible. Enfin, examinons l'utilisation du processeur. Certaines différences intéressantes entre les clients peuvent être observées dans le graphique ci-dessus. La blockchain est une structure de données hautement hiérarchisée. En synchronisant les données de la blockchain, en validant les blocs et en calculant le dernier état, la plupart du travail est effectué en séquence. L'enjeu pour le client est donc de paralléliser au maximum ce processus. Les graphiques montrent des résultats comparables à la mesure de la vitesse de synchronisation, avec Prysm et Lighthouse en tête (des nombres plus élevés signifient plus efficaces), tandis que Teku résiste bien. FAQ Q : L'article est bon, mais pourquoi n'avez-vous pas comparé les indicateurs de trafic ? R : J'ai des comparaisons, mais je ne commente pas toutes les comparaisons de métriques. Vous pouvez trouver des métriques de flux peer-to-peer non commentées sur Github, pour une recherche plus approfondie, visitez : eth2-bench-mainnet/doc/00-plots-uncommented.mdQ : Quel client recommandez-vous personnellement ? R : Il est difficile de répondre à cette question. Si je me fie au ressenti, je choisis Lighthouse, je pense que son expérience utilisateur globale, ses performances, ses fonctions et sa convivialité sont très bonnes. Cependant, Prysm reste le client le plus mature et actuellement le plus rapide. L'expérience avec Teku est également très bonne, je pense que tous les clients sont au niveau de la production. Q : La taille de la base de données de la chaîne de balises dépassera-t-elle 1 Tio ? Non, tout d'abord, la chaîne de balises elle-même est relativement petite par rapport à Eth1. Le principal facteur déterminant la taille de la base de données est l'état de la balise. Cependant, contrairement à Eth1, Eth2 n'exige pas que tous les états soient stockés sur le disque, car les utilisateurs peuvent toujours reconstruire n'importe quel état à partir de blocs exécutés localement. De plus, PoS a finalisé ce processus, alors que PoW ne l'a pas fait (reorgs, 51% attack). Une fois qu'un blocage est finalisé, il ne peut plus être altéré. Finalisé signifie qu'à l'avenir, le client n'aura plus besoin de synchroniser les données de la chaîne depuis la genèse, mais obtiendra les données de la dernière tête de chaîne de l'époque finalisée

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