图文详解以太坊的节点和分片（一）

币圈的老韭菜应该都知道有个问题一直困扰着比特币和以太坊：扩容。比特币的解决方案是激活隔离见证，外加分叉。以太坊希望能使用不同的方法来解决这一问题，如切片。在解释切片之前，我们先来解释下网络和节点是怎么一回事。

什么是节点，网络和参数？

让我们用日常生活中的操作来解释这个问题。

看！这有个盒子：

这个盒子接收了一个输入箭头，执行了某些操作，得出了一个输出箭头。这个盒子就相当于一个“节点”。

网络就是由这种无数个节点相互连接而成。

参数就是节点必须遵守的规则。

下面让我们把节点和网络套用到日常操作上。

以碎纸机为例，我们来看一下普通的图文碎纸机是怎么操作的。

纸，碎纸机，碎后的渣渣就相当于三个节点，这三个节点构成了“碎纸机网络”。现在我们是假设一个节点只能有一个输入，要是一个节点可以有多个输入呢？

Celsius在Lido V2上线前10分钟将42.8万枚stETH转入新地址:5月16日消息，链上数据显示，加密借贷平台Celsius在包含取款功能的Lido V2版本上线前10分钟，将42.8万枚stETH转入新地址。此外区块链情报公司Arkham数据显示，Celsius是从Fireblocks托管地址转至“Trading”地址。[2023/5/16 15:05:04]

以吐司机为例，我们来看一下吐司机是怎么操作的。一个吐司机有两个输入：

电源

面包

如下图所示：

电源和面包缺一不可。在这种情况下，吐司机这个节点就是有两个输入。

我们进一步升级，来看一个使用参数的复杂网络。

看！这是一个电视机：

一台电视要连接服务供应商，一台索尼家电游戏机PS4，一台微软XBOX家电游戏机。这个电视机网络如图所示：

法国拟议法案要求加密公司在2024年1月1日之前寻求监管机构授权:1月18日消息，根据立法者周二在国民议会通过的计划，如果法国的加密公司尚未在2024年1月1日之前在该国金融监管机构注册，则它们必须寻求监管机构的授权才能运营。这些计划比参议院提供了更多的回旋余地，参议院在12月提出2023年10月的截止日期，以阻止加密公司滥用新的欧盟规则，即加密资产市场 (MiCA) 法规。

代表议会财政委员会起草新立法的Daniel Labaronne表示：“我建议把日期定在2024年1月1日，让新加入的人有更多的时间来申请他们的许可，这很复杂，同时也给金融市场管理局更多的时间来处理申请。”Labaronne告诉委员会，如果没有他提出的修正案，根据MiCA规定，“运营商只是注册以受益于不追溯条款的风险”，这意味着他们直到2026年3月左右才需要获得完整的许可证。

该委员会通过了他的提案，该提案必须在下周得到大会的批准，并与参议院进行谈判。法国加密行业对这些提议表示担忧，认为它们可能会损害法国成为加密货币中心的目标。（CoinDesk）[2023/1/18 11:17:52]

哦哦，我们遇到了一点小麻烦。

联邦破产法官终止FTX与迈阿密中心体育场冠名协议:金色财经报道，一名联邦破产法官周三终止了 FTX 与迈阿密-戴德县就 NBA 迈阿密热火队主场比赛的市中心体育场的冠名权协议。该报称，该命令规定迈阿密-戴德县将立即停止使用 FTX 名称，并计划从竞技场中移除所有标志。

迈阿密-戴德县的官员在11 月表示，他们将寻找新的冠名权合作伙伴，并在 FTX 申请破产后努力终止与 FTX 的业务关系。自从大约两年前宣布一项价值 1.35 亿美元的冠名权交易以来，该综合体就被称为 FTX 竞技场，它位于迈阿密市中心，还举办非篮球赛事。[2023/1/12 11:07:10]

电视机不能一边播放《权力的游戏》，一边让你在电视机上玩游戏，你只能选择连接一个节点。

所以如何保障电视一次只连接一个节点呢？这时候就需要使用参数了。参数保障了每个节点的独特性。比如，我们现在给电视机加上一个叫做“换台”的参数，它就会这么运行：

价值约3434万美元的BTC从Coinbase转出至未知钱包:10月24日消息，根据链上数据监测，1789枚BTC于今日00:36从Coinbase转出至未知钱包，价值约3434万美元。[2022/10/24 16:36:35]

如果按0，电视就是普通看偶像剧的电视，连接的服务商。

如果按1，电视连接的就是PS4。

如果按2，电视连接的就是Xbox。

因为有着这些参数，电视这个节点变得独特。还有以下参数能让你的电视变得更加个性化：

*尺寸：电视屏幕是55英寸。

*颜色：电视颜色是银灰色。

*品牌：电视牌子是索尼的。

*类型：电视是等离子屏的。

因为有了这些参数，你的电视变得更容易识别：一台55英寸、银灰色的等离子屏索尼电视。

基于以上的例子，我们来尝试定义下什么是节点，网络和参数：

美国纽约州提交新法案，以打击“Rug Pull”等加密欺诈行为:4月23日消息，美国纽约州本周提交的新法案旨在打击“Rug Pull”和其他特定于加密货币的欺诈形式。

根据公开记录，参议院法案S8839确定了虚拟代币欺诈、非法Rug Pull、私钥欺诈和未披露虚拟代币相关利益的欺诈行为。另一项名为“Assembly Bill A8820”的法案已提交给纽约州议会下院。这些法案分别由州参议员Kevin Thomas和议员Clyde Vanel提出。（The Block）[2022/4/24 14:44:23]

*节点：接收输入，运行特定功能，并产生输出的个体/独立部件。

*网络：节点的集合，且节点相互连接。

*参数：定义节点，让节点独特的规则

电信系统中的节点和网络

电信系统的运行正是建立在网络和节点的基础上。大英百科全书对电信网络的解释如下：

“电信网络就是有很多连接和转换的电子系统，控制器管理操作以实现数据转移并在多个用户间相互交换。”

(注：百度百科上telecomnetworks的中文词条是“电信网”，这里使用的“电信网络”。)

为什么需要电信网络呢？

虽然个体跟个体之间之间通信也是可以实现的，但是成本高，过程繁琐，又低效。因此我们借助电信网络可以大幅提高通信效率。在电信网络中，节点指再分发点或者终端设备。

我们来举个例子看看这个网络具体怎么运行的。在一个简单的全球移动通讯系统中，假设Alice想给Bob发一条短信，整个系统怎么运作呢？

第一步：Alice写好了信息，点击发送，信息发送到基站。基站连接你和整个网络。基站数量不计其数，可以把他们当成餐厅的服务员。你只要举手，就会得到注意。

第二步：基站控制器确保基站按规矩办事。基站控制器就像餐馆里的领班服务员，确保侍者要顾及到每张餐桌的客人。

第三步：Alice的信息从基站控制器发送到移动交换中心。这样一来，数据就从基站无缝传输到网络上，反之亦然。再以餐厅为例，MSC就是餐厅里的主厨，他们接收菜单，转交给其他厨师去做菜，在菜品端给客人之前负责“润色”一下。

第四步：现在Alice的信息发送到短信息服务中心了。SMSC就相当于餐厅的厨师，信息就暂时存储在这里了，直至SMSC获得更多接收方的信息。SMSC从归属位置寄存器和拜访位置寄存器中获取信息源。HLR和VLR这两个数据库包含了网络的所有信息，它们追踪发信人和接收人来检测信息是否能够发送出去。它们检测接收人的手机是否停用，是否不在服务区。如果由于某些原因没有发送出去的信息会在SMSC存储6个小时，随后被删掉。

第五步：如果信息可以发送出去，那么短信息服务中心就会“放出”消息，发送到接收人的移动交换中心。

第六步：SMS信息发送到基站控制器。

第七步：基站控制器转发信息给基站。

第八步：基站最终把信息发送给接收人。

这就是整个短信系统的运作过程。BSC,BST,MSC,SMSC,HLR和VLR都是全球移动通讯系统网络中的节点。整个网络图示如下：

什么是点对点网络

一般的网络结构是客户端-服务器结构。

这是中心化的服务器。任何人想连接服务器都可以发送请求。互联网差不多就是这样的运行原理。比如，使用Google搜索时，用户向谷歌服务器发送请求，服务器返还用户请求的结果。这种客户端-服务器的系统有什么问题呢？

整个系统都依赖于服务器，因此服务器能否24小时不间断运作至关重要。这就是瓶颈所在。万一主服务器崩了，网络里的所有用户都会受到影响。此外，中心化的服务器存在安全隐患。因为网络是中心化的，服务器处理了客户的很多敏感信息。也就是说，任何人都可以通过攻击服务器来获取这些信息。另外中心化的服务器还存在审核问题。如果服务器限定某些事物是“少儿不宜”，不适合在网络传播呢？

要应对这些问题，需要一种不同的网络结构。这种网络结构把整个网络的工作量分配给所有的参与者，他们人人平等，也就是所谓的“点”。这个网络上不存在中心服务器，而是多个分布式的、去中心化的点。这就是点对点网络。

两种网络结构的对比图如下：

这种去中心化的点对点系统至关重要。为什么呢？因为随着加密货币的诞生，这种点对点系统结合支付系统完全颠覆了金融行业。

明天我们将进一步探讨加密货币中的网络和节点。

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