La descentralización de Cardano continúa: información sobre nuestra implementación P2P

La descentralización de la red Cardano es clave para garantizar su sostenibilidad, resiliencia e independencia de las entidades de gobierno centralizadas a largo plazo. Ahora que la producción de bloques está completamente descentralizada, nuestro próximo enfoque es desarrollar nuestro ecosistema de stake pool operator (SPO) para construir conexiones confiables y efectivas entre nodos distribuidos.

Dar el poder de validar bloques y transacciones a los operadores de stake pools requiere mejoras en el software de la red. La activación del gobernador peer-to-peer (P2P), junto con la implementación del administrador de conexiones, permitió el lanzamiento de una red de prueba P2P privada a fines de abril. Ahora estamos evaluando esta testnet (red de prueba) de ingeniería antes de implementar una testnet P2P semipública para un grupo de invitados SPO para ayudarnos a probar y ajustar.

En la publicación del gobernador P2P, discutimos la arquitectura de la red y la interacción entre los mini protocolos y los componentes que permiten la comunicación directa y automatizada entre nodos. Aquí, evaluamos cómo ha madurado el modelo de conectividad para permitir la conectividad entre pares automatizada y reflexionar sobre los resultados del lanzamiento de la testnet privada.

 

Evolución de la conectividad de red

Cuando se lanzó Cardano, el modelo de conectividad de red de Byron operaba en un estado federado. En ese entorno, IOHK mantuvo los nodos centrales y nodos de retransmisión que se conectaban a unos 200 más. (Figura 1)

Figura 1. Estructura de la red federada de Byron

Con el lanzamiento de Shelley el año pasado, Cardano comenzó a funcionar en un entorno híbrido. Esto permitió a los stake pools construir su red P2P manualmente al conectarse a los nodos centrales y de retransmisión y también a los siete retransmisores federados que ayudaron a mantener la red durante esta fase de transición (Figura 2).

Figura 2. Estructura de red híbrida inicial de Shelley

Desde marzo, la producción de bloques se ha descentralizado por completo, con grupos de interés que siguen topologías manuales para conexiones P2P. Esto significa que los SPO han estado usando una lista de nodos de retransmisión registrados en todo el mundo para generar su configuración para las conexiones con otros pares. Para proporcionar una mayor eficiencia, es esencial habilitar la comunicación de nodo automatizada sin depender de los nodos de retransmisión ejecutados por E / S. Por lo tanto, el equipo de redes ahora está implementando el código P2P automatizado, que permitirá a los operadores de piscinas crear y ejecutar una red más descentralizada.

De esta manera, una vez que se implemente la red principal P2P, Cardano será mantenido únicamente por nodos administrados por la comunidad (Figura 3).

Figura 3. Estructura de red final con comunicación de nodo automatizada

P2P Testnet y comunicación de nodo

La primera etapa en el lanzamiento de P2P fue la red de prueba P2P privada el mes pasado. Esto se ha utilizado para probar las capacidades básicas de los componentes:

Gobernador P2P: gestiona conjuntos de pares activos, cálidos y fríos y garantiza que el nodo cumpla con el número objetivo de cada tipo de par.

Administrador de conexiones: crea conexiones salientes o registra conexiones entrantes, rastrea su estado y permite la reutilización de conexiones TCP full-duplex.

Servidor: acepta conexiones y realiza una limitación de velocidad dinámica.

Regulador de protocolo de entrada: responsable de ejecutar y rastrear el estado del lado de la conexión de entrada. Esto incluye el seguimiento del estado de cada par remoto (frío, cálido o caliente) y el estado de cada mini protocolo entrante.

El sistema P2P se implementó en un entorno privado y se probó entre ocho nodos que se conectaron a la red principal y establecieron comunicación con los nodos de retransmisión SPO activos; estos además están conectados a otros nodos de retransmision y nodos productores de bloques. El sistema permitió a los nodos descubrir relevos stake pools utilizando el registro de stake pools en cadena, que incluye el nombre DNS o la dirección IP de cada relevo.

Los resultados de las pruebas muestran que los nodos podrían seleccionar arbitrariamente pares para la comunicación, incluidos los de la red principal. El uso de una métrica “ascendente” permitió descartar a los pares con peores resultados y seleccionar al azar nuevos pares para la conexión. Esta política se ha demostrado en simulaciones a gran escala (10,000 nodos), proporcionando resultados cercanos a los óptimos. En las pruebas en vivo, el equipo vio muchas iteraciones del procedimiento de optimización. El equipo también observó que se produjeron una variedad de conexiones entre pares, con pares cercanos y lejanos de diferentes ubicaciones, lo que era inherente a los ocho nodos que se ejecutan en diferentes partes del mundo.

Los equipos de redes y DevOps ahora están trabajando juntos para mejorar el entorno de la red de prueba, por lo que todos los SPO invitados a la red de prueba semipública pueden establecer conexiones directas entre pares. Esto incluye trabajar en mejoras de funciones y procesos de prueba para ofrecer los resultados más eficientes. Por lo tanto, para introducir nuevos objetivos para los pares raíz locales, el equipo está finalizando las pruebas para características relacionadas como objetivos para pares conocidos, establecidos y activos.

Pronto lanzaremos la red de prueba P2P semipública, con el apoyo de un pequeño grupo de socios de SPO para ayudar con las pruebas iniciales, antes de ampliarlo a la comunidad de SPO en general. Como siempre, los primeros comentarios e ideas de nuestra comunidad son fundamentales para probar, iterar y mejorar los procesos a medida que avanzamos hacia una arquitectura P2P totalmente automatizada y descentralizada para la mainnet (red principal) de Cardano.

Contribuciones adicionales de Karl Knutsson, Duncan Coutts, Neil Davies, Prashanti Naik y Olga Hryniuk.

 

 

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