区块链的垂直扩展与水平扩展

编者按：本文来自量化踢马河，Odaily星球日报经授权转载。垂直扩展&水平扩展

当人们希望增加特定平台的交易容量时，通常会考虑区块链的可扩展性。垂直扩展需要通过系统的核心处理单元添加更多的功能和内存来对网络进行扩展，而水平扩展需要的则是在现有的系统框架中添加更多的节点。对于传统客户端，服务器体系的垂直扩展意味着升级系统的现有硬件，以达到合并更多处理能力和内存的目的。水平扩展也与更改平台自身的核心框架相关，为的是建立能够轻松处理增加数量传入事物请求的服务器集群。在区块链上是否能运作良好？

行情 | ?A股开盘：深证区块链50指数上涨0.02%:A股开盘，上证指数报2925.12点（-0.05%），深证成指报10942.04点（-0.01%），深证区块链50指数报3330.95，上涨0.02%。区块链板块上涨1.16%，198只概念股中，96涨95跌6平1停牌。其中，惠城科技、富通鑫茂涨停，*ST高升（-4.90%）领跌。

数字货币板块上涨2.31%，32只概念股28涨4跌。四方精创（+8.90%）领涨，华力创通（-5.61%）领跌。[2020/2/13]

当区块链技术的背景下引入可扩展性概念时，由于区块链系统本身已经是分布式网络，因此仅凭添加更多的硬件实体，很难提高网络整体的吞吐量。具体来说，水平扩展倾向于增加网络的信任度或者安全性，但是往往会导致系统整体处理事物的性能下降。而垂直扩展则使系统的每个内部组件更快，更强大。从分布式分类账系统的角度来看，这意味着使用超级计算机节点。但是，它的缺点是只有少数几个能够运行这样的节点。因此，扩展与传统数据库配合使用效果最好。从安全角度来看，可扩展的区块链更加实用，但具体情况则需具体权衡取舍。如何扩展？

动态 | 瑞士食品制造商将使用以太坊区块链来追踪食品生产过程:据coincryptorama消息，成立于1923年的瑞士食品制造商Gustav Gerig将采用以太坊分布式分类帐技术用于食品生产过程。在11月28日星期三的新闻发布会上，该公司宣布与全球金鱼营销公司Pacifical C.V.合作。[2018/11/30]

垂直扩展是通过提高每个单独事务的效率来完成，水平扩展则是通过增加平台的整体吞吐量来实现。简单来说，可扩展性是通过“分层”进行的，其中，特定系统的每个单独组件均以某种顺序和分层的方式与其数字副本进行交互。当涉及区块链时，开发人员努力保持基础链的不变性，这反过来又使可扩展层能够利用父链的安全性。一个完美的实例就是闪电网络的概念，该技术利用比特币的安全性来增加系统的总体tx吞吐量。如今，在处理水平与垂直扩展时，前者是通过向系统中添加更多群集或虚拟机来实现，以便于处理不断增加的事务负载，而垂直扩展则是通过在现有虚拟机中增加更多处理能力或内存来提高处理能力的。如何使用？

航运巨头PIL、PSA与IBM的区块链实验项目已实现4个阶段性目标:去年8月，PIL（航运巨头太平船务公司）、PSA（新加坡国际港务集团）和IBM的新加坡分公司签署协议，使用区块链技术研究供应链商业网路创新。他们基于试用证明（POC），在IBM区块链平台上应用并测试了一个基于区块链的供应链，以跟踪从重庆到新加坡的货物运输。目前，该实验已成功实现了4个阶段性目标：1.透明可靠的多式联运能力预订；2.符合规范的多式联运能力预订流程的执行；3.实时跟踪和追踪；4.对生态系统参与者的访问控制。近期一份声明说，现在有充分的证据表明，POC的范围将扩大，合作伙伴也渴望吸引更多来自分销网络的不同节点的参与者。PIL董事总经理Teo Siong Seng说，我们高度重视这个想法，并相信区块链在全球物流和航运业务上的广泛应用将会带来更大的运营效率、安全性和透明度。[2018/2/24]

为了能够更好的理解此问题，可以检查系统的瓶颈性能。瓶颈表示这样一种情况：对特定性能的系统需求过大，导致平台的整体性能受到严重影响。例如，当虚拟机的本地内存不足以处理所有传入事务时，垂直扩展困难有助于解决该问题，因为通过向框架添加额外的内存，可以减少总负载。另一方面，如果平台现有的硬件无法承受传入的事务负载，就可以通过使用水平扩展来解决该问题。因此，纯垂直扩展的效果有限，但相对容易实现。水平扩展有助于提高系统整体的吞吐量，但是需要更久的时间。行业实例

在整个加密行业里，有许多公司致力于解决令人困扰的可扩展性问题。其中，vCPU的LiquidApp就是一种水平扩展方案。它旨在让开发人员通过委托去中心化应用程序服务的供应商来读取链上请求，对任务进行处理来获得更多去中心化计算机能力，并将结果返回给发出请求的DApp.vCPU最大的卖点之一就是它能够使用DApps根据特定用例的需求选择适当的不信任级别。另一个例子是EOS.它旨在通过使用某些与垂直扩展相关的元素来，来解决业内许多现有的扩展性问题。其它相关实例还包括Temtum的时间协议、lota的Ziliqa和ETH2.0.

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