Технология шардинга фигурирует в white paper цифровой валюты Libra. В преддверии запуска компания Facebook приобрела компанию Chainspace, чья команда разработчиков специализируется на шардинге. Конкретные детали пока неизвестны, но можно предположить, что в блокчейн Libra внедрят разновидность шардинга. Если один шард выходит из строя, это не приводит к сбою всей базы данных.
Старайтесь использовать индексы, основанные на времени, для управления хранением данных, когда это возможно. Индексы на основе времени также позволяют легко изменять количество первичных осколков и реплик с течением времени, поскольку их можно изменить для следующего создаваемого индекса. Это упрощает адаптацию к изменяющимся объемам данных и требованиям. Шард является частью сети блокчейна, которая появилась после того как цепочка разделилась во время процесса шардинга. Шарды могут определяться двумя способами – по их цифровому активу и их свойствам.
Эта прозрачность помогает строить доверие среди участников и снижает риск мошеннических действий. Третья проблема — необходимость проводить хардфорк для внедрения шардинга. И если первые две проблемы теоретически решаются техническими средствами, то хардфорк может привести к расколу внутри сообщества.
По умолчанию значение “маршрутизации” будет равно ID данного документа. Затем это значение пропускается через функцию хэширования, которая генерирует число, которое можно использовать для деления. Остаток от деления сгенерированного числа на количество первичных шардов в индексе даст номер шарда. Именно так Elasticsearch определяет местоположение конкретных документов. При выполнении поисковых запросов (т.е. не при поиске конкретного документа по ID) процесс происходит иначе, поскольку запрос затем рассылается на все шарды.
Когда индекс разделен на осколки, данный документ в этом индексе будет храниться только в одном из осколков. Шардирование (sharding) – это метод горизонтального масштабирования, который позволяет распределить данные по нескольким серверам или узлам (шардам). Этот метод используется для улучшения производительности и масштабируемости баз данных, особенно в случае больших объемов данных или высокой нагрузки. Теперь, когда у нас есть четкое понимание блокчейна, давайте углубимся в концепцию что такое шард шардинга. Шардинг – это техника, которая позволяет блокчейн-сети разделять свои данные и операции на несколько более мелких баз данных, называемых шардами. Каждый шард содержит только часть всего блокчейна, что позволяет параллельную обработку и улучшает масштабируемость.
Шард – это единица, с помощью которой Elasticsearch распределяет данные по кластеру. Скорость, с которой Elasticsearch может перемещать шарды при ребалансировке данных, например, после сбоя, зависит от размера и количества шардов, а также от производительности сети и дисков. Разделяя сеть на более мелкие, управляемые части, шардинг минимизирует перегрузку, что приводит к более быстрому подтверждению транзакций и улучшению пользовательского опыта. Это демократизирует доступ и поощряет более широкое участие в экосистеме. Одни проекты наподобие Ethereum 2.zero как получить Форекс лицензию, внедряют шардинг для улучшения масштабируемости.
Неправильная стратегия может привести к несбалансированности серверов, когда на одни шарды приходится больше нагрузки, чем на другие. Использует службу поиска или каталог для отслеживания того, на каком шарде хранятся те или иные данные. Для полноты картины разберём вариант решардинга в условиях, когда нам не хотелось бы останавливать сервис. Писать данные будем только в новый маппинг шардов, а вот читать их будем сразу из старого и нового. Шардирование — это разновидность партиционирования (от англ. partition — деление, раздел).
Разделение происходит таким образом, что каждая строка таблицы хранится только в одном шарде. Elasticsearch – это очень универсальная платформа, которая поддерживает множество вариантов использования и обеспечивает большую гибкость в организации данных и стратегиях репликации. Однако эта гибкость иногда затрудняет определение того, как лучше организовать данные в индексы и шарды, особенно если вы новичок в Elastic Stack. Хотя неоптимальный выбор не обязательно вызовет проблемы в начале работы, он может привести к проблемам с производительностью по мере роста объемов данных.
Избегайте очень больших шардов, так как это может негативно повлиять на способность кластера восстанавливаться после сбоев. Не существует фиксированного ограничения на размер шардов, но часто упоминается размер шарда в 50 ГБ как предел, который работает в различных случаях. Каждый шард – это экземпляр индекса Lucene, который можно рассматривать как автономную поисковую систему, индексирующую и обрабатывающую запросы для подмножества данных в кластере Elasticsearch. Трилемма блокчейна, как пояснил Виталик Бутерин, состоит в том, что одновременно можно сохранять только две из трех ключевых особенностей блокчейна — безопасности, децентрализации и масштабируемости.
Такая модель повысит производительность, поскольку единый блокчейн не будет перегружен, но также увеличит риски безопасности, поскольку вычислительная мощность будет распределена по нескольким блокчейнам. Опять же, риск взлома сети возрастет и потому, что вычислительная мощность, необходимая для осуществления атаки 51%, будет гораздо меньше. Разработчики предложили два решения, позволяющих повысить производительность и скорость транзакций в блокчейнах. Если разделить блокчейн на изолированные сегменты, то каждый шард станет отдельной сетью. Пользователи и приложения одного поддомена не смогут коммуницировать с пользователями и приложениями другого поддомена, не применяя особый механизм коммуникации.
