إعادة تفسير بنية تقنية Solana: هل ستشهد الربيع الثاني؟
Solana هو منصة بلوكتشين عالية الأداء، تستخدم هيكلًا تقنيًا فريدًا لتحقيق سعة معالجة عالية وزمن استجابة منخفض. تشمل تقنيتها الأساسية خوارزمية Proof of History (POH) التي تضمن ترتيب المعاملات وساعة عالمية، وجدول دوران القادة وآلية توافق Tower BFT التي تعزز سرعة إنتاج الكتل. تعمل آلية Turbine على تحسين انتشار الكتل الكبيرة من خلال ترميز Reed-solomon. تسارع Solana Virtual Machine (SVM) ومحرك التنفيذ المتوازي Sealevel سرعة تنفيذ المعاملات. كل هذه التصاميم المعمارية تحقق الأداء العالي لـ Solana، لكنها تأتي أيضًا مع بعض المشاكل، مثل تعطل الشبكة، فشل المعاملات، مشكلة MEV، نمو الحالة السريع ومشكلة المركزية، كما أننا نسلط الضوء في هذا المقال على المشاكل الناتجة عن هذه الآلية.
تتطور بيئة سولانا بسرعة، حيث شهدت جميع مؤشرات البيانات نمواً ملحوظاً في النصف الأول من العام، لا سيما في مجالات DeFi والبنية التحتية وGameFi/NFT وDePin/AI وتطبيقات المستهلكين. توفر TPS العالية في سولانا واستراتيجيتها الموجهة نحو تطبيقات المستهلكين والبيئة الإيكولوجية ذات التأثير العلامي الضعيف فرصاً غنية لرواد الأعمال والمطورين. في مجال تطبيقات المستهلكين، تعرض سولانا رؤيتها لدفع تطبيق تقنية blockchain في مجالات أوسع. من خلال دعم مثل سولانا موبايل وSDK المبني خصيصاً لتطبيقات المستهلكين، تسعى سولانا لدمج تقنية blockchain في التطبيقات اليومية، مما يعزز قبول المستخدمين وراحتهم. على سبيل المثال، قدمت إحدى تطبيقات اللياقة البدنية تجربة جديدة للمستخدمين من خلال دمج blockchain والتقنية المحمولة، مما يوفر تجربة جديدة في اللياقة البدنية والتواصل الاجتماعي. على الرغم من أن العديد من تطبيقات المستهلكين لا تزال تستكشف نماذج الأعمال المثلى وتحديد المواقع في السوق، إلا أن منصة التكنولوجيا ونظام الدعم الإيكولوجي الذي توفره سولانا لا شك أنه يقدم دعماً قوياً لهذه المحاولات الابتكارية. مع تقدم التكنولوجيا ونضوج السوق، من المتوقع أن تحقق سولانا المزيد من الانفراجات والنجاحات في مجال تطبيقات المستهلكين.
على الرغم من أن Solana قد حققت حصة سوقية كبيرة في صناعة blockchain بفضل قدرتها العالية على المعالجة وانخفاض تكاليف المعاملات، إلا أنها تواجه أيضًا تنافسًا شديدًا من سلاسل الكتل الناشئة الأخرى. Base كخصم محتمل في نظام EVM البيئي، يشهد عدد العناوين النشطة على سلسلته نموًا سريعًا، في حين أن إجمالي قيمة القفل في مجال DeFi الخاص بـ Solana قد سجل أعلى مستوى تاريخي (TVL)، إلا أن المنافسين مثل Base يكتسبون بسرعة حصة في السوق، كما أن حجم التمويل في نظام Base البيئي تجاوز للمرة الأولى Solana في الربع الثاني.
على الرغم من أن Solana حققت بعض الإنجازات من حيث التكنولوجيا وقبول السوق، إلا أنها تحتاج إلى الابتكار المستمر والتحسين لمواجهة التحديات من المنافسين مثل Base. خاصة في مجالات تحسين استقرار الشبكة، وتقليل معدل فشل المعاملات، وحل مشكلة MEV، وإبطاء سرعة نمو الحالة، تحتاج Solana إلى تحسين هيكلها التكنولوجي وبروتوكولات الشبكة بشكل مستمر للحفاظ على موقعها الرائد في صناعة blockchain.
الهيكل الفني
تشتهر Solana بخوارزمية POH الخاصة بها وآلية إجماع Tower BFT وشبكة نقل البيانات Trubine وVM الافتراضية SVM التي توفر TPS مرتفع و Finality سريع. سنقوم بتقديم مقدمة موجزة حول كيفية عمل مكوناتها المختلفة، وكيف تحقق هدف الأداء العالي في تصميم الهيكل، بالإضافة إلى العيوب والمشكلات المشتقة الناتجة عن هذا التصميم.
خوارزمية POH
POH(Proof of History) هي تقنية تحدد الوقت العالمي، وليست آلية إجماع، بل هي خوارزمية تحدد ترتيب المعاملات. تقنية POH تأتي من تقنية التشفير الأساسية SHA256. تُستخدم SHA256 عادةً لحساب سلامة البيانات، حيث إذا تم إعطاء إدخال X، فهناك مخرج Y فريد واحد فقط، لذا فإن أي تغيير في X سيؤدي إلى Y مختلف تمامًا.
في تسلسل POH الخاص بـ Solana، يمكن ضمان سلامة التسلسل الكامل من خلال تطبيق خوارزمية sha256، مما يضمن سلامة المعاملات داخله. على سبيل المثال، إذا قمنا بتجميع المعاملات في كتلة، وإنشاء قيمة تجزئة sha256 المقابلة، فإن المعاملات في هذه الكتلة ستعتبر مؤكدة، وأي تغيير سيؤدي إلى تغيير قيمة التجزئة. بعد ذلك، ستُستخدم قيمة تجزئة هذه الكتلة كجزء من X في دالة sha256 التالية، مع إضافة قيمة تجزئة الكتلة التالية، وبالتالي سيتم تأكيد الكتلتين السابقتين والتالية، وأي تغيير سيؤدي إلى Y جديدة مختلفة.
هذا هو المعنى الأساسي لتقنية Proof of History الخاصة بها، حيث يتم استخدام تجزئة الكتلة السابقة كجزء من دالة sha256 التالية، مشابهًا لسلسلة، حيث يحتوي أحدث Y دائمًا على دليل التاريخ.
في مخطط تدفق المعاملات لشبكة Solana، يتم وصف عملية المعاملات بموجب آلية POH، حيث يتم إنتاج عقدة Leader من بين جميع المدققين Validator في آلية التناوب المسماة جدول تناوب القادة Leader Rotation Schedule، تقوم هذه العقدة بجمع المعاملات وترتيبها للتنفيذ، وتوليد تسلسل POH، وبعد ذلك يتم إنشاء كتلة ونشرها لبقية العقد.
لتجنب حدوث نقطة فشل فردية في عقدة القيادة، تم إدخال قيود زمنية. في Solana، يتم تقسيم وحدة الوقت إلى حقب، تحتوي كل حقبة على 432,000 فتحة(، تستمر كل فتحة لمدة 400 مللي ثانية، في كل فتحة، سيقوم نظام التناوب بتعيين عقدة قيادة في كل فتحة، يجب على عقدة القيادة نشر الكتلة) خلال الوقت المحدد لكل فتحة، وإلا سيتم تخطي هذه الفتحة وإعادة انتخاب عقدة القيادة للفتحة التالية.
بشكل عام، فإن عقدة القيادة تعتمد على آلية POH التي تتيح تحديد جميع المعاملات التاريخية. وحدة الزمن الأساسية في Solana هي Slot، حيث يجب على عقدة القيادة بث الكتل داخل Slot واحد. يقوم المستخدمون بإرسال المعاملات إلى عقدة القيادة من خلال عقدة RPC، ثم تقوم عقدة القيادة بتجميع المعاملات وترتيبها ثم تنفيذها لإنشاء الكتلة، ويتم نقل الكتلة إلى المدققين الآخرين، ويجب على المدققين التوصل إلى توافق من خلال آلية معينة، للوصول إلى توافق بشأن المعاملات داخل الكتلة والترتيب. الآلية المستخدمة لهذا التوافق هي آلية توافق Tower BFT.
( آلية توافق برج BFT
بروتوكول توافق Tower BFT يأتي من خوارزمية توافق BFT، وهو تنفيذ هندسي محدد لها، ولا تزال هذه الخوارزمية مرتبطة بخوارزمية POH. عند التصويت على الكتلة، إذا كانت تصويتات المصدقين نفسها تعتبر نوعًا من المعاملات، فإن معاملات المستخدمين ومعاملات المصدقين التي تشكل تجزئة الكتلة، يمكن أن تعمل أيضًا كدليل تاريخي، حيث يمكن التأكيد بشكل فريد على تفاصيل معاملات أي مستخدم وتفاصيل تصويت المصدقين.
في خوارزمية Tower BFT، إذا صوت جميع المدققين على الكتلة، وأيد أكثر من ثلثي المدققين الكتلة، فيمكن تأكيد هذه الكتلة. فائدة هذه الآلية هي أنها توفر الكثير من الذاكرة، لأنها تتطلب فقط التصويت على تسلسل التجزئة لتأكيد الكتلة. ومع ذلك، في آليات الإجماع التقليدية، عمومًا يتم استخدام فيضان الكتلة، حيث يستقبل المدقق كتلة ثم يرسلها إلى المدققين من حوله، مما يؤدي إلى الكثير من الازدواجية في الشبكة، لأن المدقق يستلم نفس الكتلة أكثر من مرة.
في Solana، بسبب وجود عدد كبير من مصادقي التصويت على المعاملات، وبسبب الكفاءة الناتجة عن مركزية عقدة الزعيم ووقت الفتحة البالغ 400 مللي ثانية، أدى ذلك إلى ارتفاع حجم الكتل بشكل عام وتكرار إنتاج الكتل، وعندما تنتشر الكتل الكبيرة، فإنها تسبب ضغطًا كبيرًا على الشبكة، تستخدم Solana آلية Turbine لحل مشكلة انتشار الكتل الكبيرة.
) توربين
يقوم عقد الزعيم بتقسيم الكتل إلى كتل فرعية تُعرف باسم الشريد من خلال عملية تسمى التقسيم ، حيث يتم تحديد حجمها وفقًا لوحدة النقل القصوى MTU### ، مما يعني أنه يمكن إرسال الحد الأقصى من البيانات ### من عقدة إلى أخرى دون الحاجة إلى تقسيمها إلى وحدات أصغر. ثم يتم ضمان سلامة البيانات وقابليتها للاستخدام من خلال استخدام خطة رموز الإزالة ريد-سولومون.
من خلال تقسيم الكتلة إلى أربعة قطع بيانات، ثم لمنع فقدان البيانات أو تلفها أثناء عملية النقل، يتم استخدام تشفير ريد-سولومون لترميز الحزم الأربعة إلى ثمانية حزم، وتستطيع هذه الخطة تحمل معدل فقدان يصل إلى 50%. في الاختبارات العملية، يبلغ معدل فقدان سولانا حوالي 15%، لذلك هذه الخطة تتوافق بشكل جيد مع بنية سولانا الحالية.
في نقل البيانات على المستوى الأساسي، يتم عادةً النظر في استخدام بروتوكولات UDP/TCP، ونظرًا لأن Solana تتحمل معدل فقدان الحزم بشكل أكبر، فقد تم استخدام بروتوكول UDP في النقل، وعيبه هو أنه لا يعيد النقل عند فقدان الحزم، لكن ميزته هي سرعة النقل الأكبر. على العكس، بروتوكول TCP سيعيد النقل عدة مرات عند فقدان الحزم، مما سيقلل بشكل كبير من سرعة النقل والإنتاجية. بعد وجود Reed-solomon، يمكن لهذا النظام أن يزيد بشكل ملحوظ من إنتاجية Solana، وفي البيئات الحقيقية، يمكن أن تزيد الإنتاجية بمقدار 9 مرات.
بعد تقسيم البيانات بواسطة Turbine، يتم استخدام آلية انتشار متعددة الطبقات لنشرها. سيقوم عقدة القيادة بتسليم الكتلة إلى أي متحقق من الكتل قبل انتهاء كل شريحة، ثم سيقوم ذلك المتحقق بتقسيم الكتلة إلى شظايا (Shreds) وإنشاء رمز تصحيح الخطأ. بعد ذلك، سيبدأ ذلك المتحقق في نشر Turbine. يجب أولاً نشرها إلى العقدة الجذرية، ثم ستحدد تلك العقدة الجذرية أي المتحققين موجودون في أي طبقة. تتلخص العملية كما يلي:
إنشاء قائمة العقد: ستجمع العقدة الجذر جميع المدققين النشطين في قائمة واحدة، ثم يتم ترتيبهم بناءً على حقوق كل مدقق في الشبكة (، وهو عدد SOL المرهون ).
مجموعات العقد: ثم سيقوم كل مُصادق يقع في الطبقة الأولى بإنشاء قائمة عقده الخاصة به، لبناء طبقته الأولى.
تشكيل الطبقات: من أعلى القائمة، يتم تقسيم العقد إلى طبقات، من خلال تحديد قيمتين: العمق والعرض، يمكن تحديد الشكل العام للشجرة، هذا المعامل سيؤثر على سرعة انتشار الشظايا.
تتمتع العقد ذات النسبة العالية من الحقوق بميزة أعلى في تقسيم المستويات، مما يمكنها من الحصول على shreds كاملة في وقت مبكر، مما يتيح لها استعادة الكتلة الكاملة. أما العقد في المستويات اللاحقة، فإن احتمال حصولها على shreds كاملة سيقل بسبب فقدان النقل. إذا كانت هذه shreds غير كافية لبناء شظايا كاملة، سيطلب من القائد إعادة النقل مباشرة. في هذه الحالة، سيكون نقل البيانات موجهًا نحو داخل الشجرة، في حين أن العقد في المستوى الأول قد أكملت بالفعل تأكيد الكتلة الكاملة، مما يعني أن الوقت الذي يحتاجه المدققون في المستويات اللاحقة للتصويت بعد بناء الكتلة سيكون أطول.
فكرة هذه الآلية مشابهة لآلية العقدة الفردية لنقطة القيادة. يوجد أيضًا بعض العقد المفضلة خلال عملية نشر الكتل، حيث تحصل هذه العقد أولًا على قطع الشريدز لتشكيل كتلة كاملة لتحقيق عملية توافق الأصوات. دفع الزيادة إلى مستويات أعمق يمكن أن يسرع بشكل كبير من عملية النهائية، ويعظم من السعة والكفاءة. لأنه في الواقع، قد تمثل الطبقات القليلة الأولى 2/3 من العقد، لذلك تصبح أصوات العقد اللاحقة غير ذات أهمية.
( SVM
يمكن لـ Solana معالجة آلاف المعاملات في الثانية، ويرجع السبب الرئيسي في ذلك إلى آلية POH، وإجماع Tower BFT، وآلية نشر البيانات Turbine. ومع ذلك، إذا كانت سرعة معالجة SVM، بوصفها الآلة الافتراضية لتحويل الحالة، بطيئة أثناء تنفيذ المعاملات من قبل عقدة القائد، فإن ذلك سيؤدي إلى انخفاض قدرة النظام على معالجة البيانات. لذلك، قدمت Solana محرك التنفيذ المتوازي Sealevel لتسريع سرعة تنفيذ المعاملات المتعلقة بـ SVM.
في SVM، تتكون التعليمات من 4 أجزاء، تشمل معرف البرنامج، وتعليمات البرنامج، وقائمة حسابات البيانات للقراءة/الكتابة. من خلال تحديد ما إذا كان الحساب الحالي في حالة قراءة أو كتابة وما إذا كانت العمليات التي سيتم إجراء تغييرات على الحالة متعارضة، يمكن السماح بتوازي التعليمات التجارية للحسابات التي لا تتعارض مع الحالة، حيث يتم تمثيل كل تعليمات بمعرف البرنامج. وهذه هي واحدة من الأسباب وراء ارتفاع متطلبات المدققين في Solana، لأنهم مطالبون بأن تدعم وحدات معالجة الرسوميات/المعالجة المركزية SIMD) التعليمات المتعددة للبيانات ### وقدرات التوسيع المتقدم AVX.
التنمية البيئية
في عملية تطوير نظام Solana البيئي الحالي، أصبح هناك توجه متزايد نحو الفائدة العملية، مثل مشروع هاتف ذكي معين ومتجر تطبيقات معين وحتى جهاز محمول معين، بينما يميل اتجاه تطوير التطبيقات المدعومة رسميًا أيضًا نحو تطبيقات المستهلكين، بدلاً من الانغماس غير المحدود في البنية التحتية. في الوقت الحالي، أداء Solana كافٍ.
قد تحتوي هذه الصفحة على محتوى من جهات خارجية، يتم تقديمه لأغراض إعلامية فقط (وليس كإقرارات/ضمانات)، ولا ينبغي اعتباره موافقة على آرائه من قبل Gate، ولا بمثابة نصيحة مالية أو مهنية. انظر إلى إخلاء المسؤولية للحصول على التفاصيل.
إعادة تحليل بنية سولانا التكنولوجية: الأداء العالي والتحديات متواجدة، والبيئة تزدهر مستقبلة فرص جديدة
إعادة تفسير بنية تقنية Solana: هل ستشهد الربيع الثاني؟
Solana هو منصة بلوكتشين عالية الأداء، تستخدم هيكلًا تقنيًا فريدًا لتحقيق سعة معالجة عالية وزمن استجابة منخفض. تشمل تقنيتها الأساسية خوارزمية Proof of History (POH) التي تضمن ترتيب المعاملات وساعة عالمية، وجدول دوران القادة وآلية توافق Tower BFT التي تعزز سرعة إنتاج الكتل. تعمل آلية Turbine على تحسين انتشار الكتل الكبيرة من خلال ترميز Reed-solomon. تسارع Solana Virtual Machine (SVM) ومحرك التنفيذ المتوازي Sealevel سرعة تنفيذ المعاملات. كل هذه التصاميم المعمارية تحقق الأداء العالي لـ Solana، لكنها تأتي أيضًا مع بعض المشاكل، مثل تعطل الشبكة، فشل المعاملات، مشكلة MEV، نمو الحالة السريع ومشكلة المركزية، كما أننا نسلط الضوء في هذا المقال على المشاكل الناتجة عن هذه الآلية.
تتطور بيئة سولانا بسرعة، حيث شهدت جميع مؤشرات البيانات نمواً ملحوظاً في النصف الأول من العام، لا سيما في مجالات DeFi والبنية التحتية وGameFi/NFT وDePin/AI وتطبيقات المستهلكين. توفر TPS العالية في سولانا واستراتيجيتها الموجهة نحو تطبيقات المستهلكين والبيئة الإيكولوجية ذات التأثير العلامي الضعيف فرصاً غنية لرواد الأعمال والمطورين. في مجال تطبيقات المستهلكين، تعرض سولانا رؤيتها لدفع تطبيق تقنية blockchain في مجالات أوسع. من خلال دعم مثل سولانا موبايل وSDK المبني خصيصاً لتطبيقات المستهلكين، تسعى سولانا لدمج تقنية blockchain في التطبيقات اليومية، مما يعزز قبول المستخدمين وراحتهم. على سبيل المثال، قدمت إحدى تطبيقات اللياقة البدنية تجربة جديدة للمستخدمين من خلال دمج blockchain والتقنية المحمولة، مما يوفر تجربة جديدة في اللياقة البدنية والتواصل الاجتماعي. على الرغم من أن العديد من تطبيقات المستهلكين لا تزال تستكشف نماذج الأعمال المثلى وتحديد المواقع في السوق، إلا أن منصة التكنولوجيا ونظام الدعم الإيكولوجي الذي توفره سولانا لا شك أنه يقدم دعماً قوياً لهذه المحاولات الابتكارية. مع تقدم التكنولوجيا ونضوج السوق، من المتوقع أن تحقق سولانا المزيد من الانفراجات والنجاحات في مجال تطبيقات المستهلكين.
على الرغم من أن Solana قد حققت حصة سوقية كبيرة في صناعة blockchain بفضل قدرتها العالية على المعالجة وانخفاض تكاليف المعاملات، إلا أنها تواجه أيضًا تنافسًا شديدًا من سلاسل الكتل الناشئة الأخرى. Base كخصم محتمل في نظام EVM البيئي، يشهد عدد العناوين النشطة على سلسلته نموًا سريعًا، في حين أن إجمالي قيمة القفل في مجال DeFi الخاص بـ Solana قد سجل أعلى مستوى تاريخي (TVL)، إلا أن المنافسين مثل Base يكتسبون بسرعة حصة في السوق، كما أن حجم التمويل في نظام Base البيئي تجاوز للمرة الأولى Solana في الربع الثاني.
على الرغم من أن Solana حققت بعض الإنجازات من حيث التكنولوجيا وقبول السوق، إلا أنها تحتاج إلى الابتكار المستمر والتحسين لمواجهة التحديات من المنافسين مثل Base. خاصة في مجالات تحسين استقرار الشبكة، وتقليل معدل فشل المعاملات، وحل مشكلة MEV، وإبطاء سرعة نمو الحالة، تحتاج Solana إلى تحسين هيكلها التكنولوجي وبروتوكولات الشبكة بشكل مستمر للحفاظ على موقعها الرائد في صناعة blockchain.
الهيكل الفني
تشتهر Solana بخوارزمية POH الخاصة بها وآلية إجماع Tower BFT وشبكة نقل البيانات Trubine وVM الافتراضية SVM التي توفر TPS مرتفع و Finality سريع. سنقوم بتقديم مقدمة موجزة حول كيفية عمل مكوناتها المختلفة، وكيف تحقق هدف الأداء العالي في تصميم الهيكل، بالإضافة إلى العيوب والمشكلات المشتقة الناتجة عن هذا التصميم.
خوارزمية POH
POH(Proof of History) هي تقنية تحدد الوقت العالمي، وليست آلية إجماع، بل هي خوارزمية تحدد ترتيب المعاملات. تقنية POH تأتي من تقنية التشفير الأساسية SHA256. تُستخدم SHA256 عادةً لحساب سلامة البيانات، حيث إذا تم إعطاء إدخال X، فهناك مخرج Y فريد واحد فقط، لذا فإن أي تغيير في X سيؤدي إلى Y مختلف تمامًا.
في تسلسل POH الخاص بـ Solana، يمكن ضمان سلامة التسلسل الكامل من خلال تطبيق خوارزمية sha256، مما يضمن سلامة المعاملات داخله. على سبيل المثال، إذا قمنا بتجميع المعاملات في كتلة، وإنشاء قيمة تجزئة sha256 المقابلة، فإن المعاملات في هذه الكتلة ستعتبر مؤكدة، وأي تغيير سيؤدي إلى تغيير قيمة التجزئة. بعد ذلك، ستُستخدم قيمة تجزئة هذه الكتلة كجزء من X في دالة sha256 التالية، مع إضافة قيمة تجزئة الكتلة التالية، وبالتالي سيتم تأكيد الكتلتين السابقتين والتالية، وأي تغيير سيؤدي إلى Y جديدة مختلفة.
هذا هو المعنى الأساسي لتقنية Proof of History الخاصة بها، حيث يتم استخدام تجزئة الكتلة السابقة كجزء من دالة sha256 التالية، مشابهًا لسلسلة، حيث يحتوي أحدث Y دائمًا على دليل التاريخ.
في مخطط تدفق المعاملات لشبكة Solana، يتم وصف عملية المعاملات بموجب آلية POH، حيث يتم إنتاج عقدة Leader من بين جميع المدققين Validator في آلية التناوب المسماة جدول تناوب القادة Leader Rotation Schedule، تقوم هذه العقدة بجمع المعاملات وترتيبها للتنفيذ، وتوليد تسلسل POH، وبعد ذلك يتم إنشاء كتلة ونشرها لبقية العقد.
لتجنب حدوث نقطة فشل فردية في عقدة القيادة، تم إدخال قيود زمنية. في Solana، يتم تقسيم وحدة الوقت إلى حقب، تحتوي كل حقبة على 432,000 فتحة(، تستمر كل فتحة لمدة 400 مللي ثانية، في كل فتحة، سيقوم نظام التناوب بتعيين عقدة قيادة في كل فتحة، يجب على عقدة القيادة نشر الكتلة) خلال الوقت المحدد لكل فتحة، وإلا سيتم تخطي هذه الفتحة وإعادة انتخاب عقدة القيادة للفتحة التالية.
بشكل عام، فإن عقدة القيادة تعتمد على آلية POH التي تتيح تحديد جميع المعاملات التاريخية. وحدة الزمن الأساسية في Solana هي Slot، حيث يجب على عقدة القيادة بث الكتل داخل Slot واحد. يقوم المستخدمون بإرسال المعاملات إلى عقدة القيادة من خلال عقدة RPC، ثم تقوم عقدة القيادة بتجميع المعاملات وترتيبها ثم تنفيذها لإنشاء الكتلة، ويتم نقل الكتلة إلى المدققين الآخرين، ويجب على المدققين التوصل إلى توافق من خلال آلية معينة، للوصول إلى توافق بشأن المعاملات داخل الكتلة والترتيب. الآلية المستخدمة لهذا التوافق هي آلية توافق Tower BFT.
( آلية توافق برج BFT
بروتوكول توافق Tower BFT يأتي من خوارزمية توافق BFT، وهو تنفيذ هندسي محدد لها، ولا تزال هذه الخوارزمية مرتبطة بخوارزمية POH. عند التصويت على الكتلة، إذا كانت تصويتات المصدقين نفسها تعتبر نوعًا من المعاملات، فإن معاملات المستخدمين ومعاملات المصدقين التي تشكل تجزئة الكتلة، يمكن أن تعمل أيضًا كدليل تاريخي، حيث يمكن التأكيد بشكل فريد على تفاصيل معاملات أي مستخدم وتفاصيل تصويت المصدقين.
في خوارزمية Tower BFT، إذا صوت جميع المدققين على الكتلة، وأيد أكثر من ثلثي المدققين الكتلة، فيمكن تأكيد هذه الكتلة. فائدة هذه الآلية هي أنها توفر الكثير من الذاكرة، لأنها تتطلب فقط التصويت على تسلسل التجزئة لتأكيد الكتلة. ومع ذلك، في آليات الإجماع التقليدية، عمومًا يتم استخدام فيضان الكتلة، حيث يستقبل المدقق كتلة ثم يرسلها إلى المدققين من حوله، مما يؤدي إلى الكثير من الازدواجية في الشبكة، لأن المدقق يستلم نفس الكتلة أكثر من مرة.
في Solana، بسبب وجود عدد كبير من مصادقي التصويت على المعاملات، وبسبب الكفاءة الناتجة عن مركزية عقدة الزعيم ووقت الفتحة البالغ 400 مللي ثانية، أدى ذلك إلى ارتفاع حجم الكتل بشكل عام وتكرار إنتاج الكتل، وعندما تنتشر الكتل الكبيرة، فإنها تسبب ضغطًا كبيرًا على الشبكة، تستخدم Solana آلية Turbine لحل مشكلة انتشار الكتل الكبيرة.
) توربين
يقوم عقد الزعيم بتقسيم الكتل إلى كتل فرعية تُعرف باسم الشريد من خلال عملية تسمى التقسيم ، حيث يتم تحديد حجمها وفقًا لوحدة النقل القصوى MTU### ، مما يعني أنه يمكن إرسال الحد الأقصى من البيانات ### من عقدة إلى أخرى دون الحاجة إلى تقسيمها إلى وحدات أصغر. ثم يتم ضمان سلامة البيانات وقابليتها للاستخدام من خلال استخدام خطة رموز الإزالة ريد-سولومون.
من خلال تقسيم الكتلة إلى أربعة قطع بيانات، ثم لمنع فقدان البيانات أو تلفها أثناء عملية النقل، يتم استخدام تشفير ريد-سولومون لترميز الحزم الأربعة إلى ثمانية حزم، وتستطيع هذه الخطة تحمل معدل فقدان يصل إلى 50%. في الاختبارات العملية، يبلغ معدل فقدان سولانا حوالي 15%، لذلك هذه الخطة تتوافق بشكل جيد مع بنية سولانا الحالية.
في نقل البيانات على المستوى الأساسي، يتم عادةً النظر في استخدام بروتوكولات UDP/TCP، ونظرًا لأن Solana تتحمل معدل فقدان الحزم بشكل أكبر، فقد تم استخدام بروتوكول UDP في النقل، وعيبه هو أنه لا يعيد النقل عند فقدان الحزم، لكن ميزته هي سرعة النقل الأكبر. على العكس، بروتوكول TCP سيعيد النقل عدة مرات عند فقدان الحزم، مما سيقلل بشكل كبير من سرعة النقل والإنتاجية. بعد وجود Reed-solomon، يمكن لهذا النظام أن يزيد بشكل ملحوظ من إنتاجية Solana، وفي البيئات الحقيقية، يمكن أن تزيد الإنتاجية بمقدار 9 مرات.
بعد تقسيم البيانات بواسطة Turbine، يتم استخدام آلية انتشار متعددة الطبقات لنشرها. سيقوم عقدة القيادة بتسليم الكتلة إلى أي متحقق من الكتل قبل انتهاء كل شريحة، ثم سيقوم ذلك المتحقق بتقسيم الكتلة إلى شظايا (Shreds) وإنشاء رمز تصحيح الخطأ. بعد ذلك، سيبدأ ذلك المتحقق في نشر Turbine. يجب أولاً نشرها إلى العقدة الجذرية، ثم ستحدد تلك العقدة الجذرية أي المتحققين موجودون في أي طبقة. تتلخص العملية كما يلي:
إنشاء قائمة العقد: ستجمع العقدة الجذر جميع المدققين النشطين في قائمة واحدة، ثم يتم ترتيبهم بناءً على حقوق كل مدقق في الشبكة (، وهو عدد SOL المرهون ).
مجموعات العقد: ثم سيقوم كل مُصادق يقع في الطبقة الأولى بإنشاء قائمة عقده الخاصة به، لبناء طبقته الأولى.
تشكيل الطبقات: من أعلى القائمة، يتم تقسيم العقد إلى طبقات، من خلال تحديد قيمتين: العمق والعرض، يمكن تحديد الشكل العام للشجرة، هذا المعامل سيؤثر على سرعة انتشار الشظايا.
تتمتع العقد ذات النسبة العالية من الحقوق بميزة أعلى في تقسيم المستويات، مما يمكنها من الحصول على shreds كاملة في وقت مبكر، مما يتيح لها استعادة الكتلة الكاملة. أما العقد في المستويات اللاحقة، فإن احتمال حصولها على shreds كاملة سيقل بسبب فقدان النقل. إذا كانت هذه shreds غير كافية لبناء شظايا كاملة، سيطلب من القائد إعادة النقل مباشرة. في هذه الحالة، سيكون نقل البيانات موجهًا نحو داخل الشجرة، في حين أن العقد في المستوى الأول قد أكملت بالفعل تأكيد الكتلة الكاملة، مما يعني أن الوقت الذي يحتاجه المدققون في المستويات اللاحقة للتصويت بعد بناء الكتلة سيكون أطول.
فكرة هذه الآلية مشابهة لآلية العقدة الفردية لنقطة القيادة. يوجد أيضًا بعض العقد المفضلة خلال عملية نشر الكتل، حيث تحصل هذه العقد أولًا على قطع الشريدز لتشكيل كتلة كاملة لتحقيق عملية توافق الأصوات. دفع الزيادة إلى مستويات أعمق يمكن أن يسرع بشكل كبير من عملية النهائية، ويعظم من السعة والكفاءة. لأنه في الواقع، قد تمثل الطبقات القليلة الأولى 2/3 من العقد، لذلك تصبح أصوات العقد اللاحقة غير ذات أهمية.
( SVM
يمكن لـ Solana معالجة آلاف المعاملات في الثانية، ويرجع السبب الرئيسي في ذلك إلى آلية POH، وإجماع Tower BFT، وآلية نشر البيانات Turbine. ومع ذلك، إذا كانت سرعة معالجة SVM، بوصفها الآلة الافتراضية لتحويل الحالة، بطيئة أثناء تنفيذ المعاملات من قبل عقدة القائد، فإن ذلك سيؤدي إلى انخفاض قدرة النظام على معالجة البيانات. لذلك، قدمت Solana محرك التنفيذ المتوازي Sealevel لتسريع سرعة تنفيذ المعاملات المتعلقة بـ SVM.
في SVM، تتكون التعليمات من 4 أجزاء، تشمل معرف البرنامج، وتعليمات البرنامج، وقائمة حسابات البيانات للقراءة/الكتابة. من خلال تحديد ما إذا كان الحساب الحالي في حالة قراءة أو كتابة وما إذا كانت العمليات التي سيتم إجراء تغييرات على الحالة متعارضة، يمكن السماح بتوازي التعليمات التجارية للحسابات التي لا تتعارض مع الحالة، حيث يتم تمثيل كل تعليمات بمعرف البرنامج. وهذه هي واحدة من الأسباب وراء ارتفاع متطلبات المدققين في Solana، لأنهم مطالبون بأن تدعم وحدات معالجة الرسوميات/المعالجة المركزية SIMD) التعليمات المتعددة للبيانات ### وقدرات التوسيع المتقدم AVX.
التنمية البيئية
في عملية تطوير نظام Solana البيئي الحالي، أصبح هناك توجه متزايد نحو الفائدة العملية، مثل مشروع هاتف ذكي معين ومتجر تطبيقات معين وحتى جهاز محمول معين، بينما يميل اتجاه تطوير التطبيقات المدعومة رسميًا أيضًا نحو تطبيقات المستهلكين، بدلاً من الانغماس غير المحدود في البنية التحتية. في الوقت الحالي، أداء Solana كافٍ.