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Solana網絡2023年7月性能報告

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Solana網絡在2023年上半年的性能有所提升，自2022年10月的上一次網絡性能報告以來，Solana網絡經歷了多項重大改進。

原文標題：《Network Performance Report: July 2023》

原文作者：Solana Foundation

概述

Solana 網絡在 2023 年上半年的性能有所提升，這是通過正常運行時間、無投票交易與有投票交易的比率、生成區塊的時間以及每秒平均和最大交易量來衡量的。

自 2022 年 10 月的上一次網絡性能報告以來，Solana 網絡經歷了多項重大改進，包括：

· v1.14 版本順利發布至主網。這是在 2 月 25 日的一次中斷之後提出的改進軟件升級過程的實施。自 2 月 25 日以來，Solana 網絡已經實現了 100% 的正常運行。

· 網絡升級以更好地處理高流量和需求，包括 QUIC TPU、權益加權 QoS 和本地化費用市場的推出。自這些網絡升級以來，網絡在高壓力期（如 MadLads NFT 鑄造期間）表現良好。

· 引入了狀態壓縮，這是一種直接在鏈上存儲數據的新方法，可將成本降低幾個數量級。現在於 Solana 網絡上鑄造 1 億枚 NFT 的成本低至 50 SOL。

Solana 網絡繼續由全球各地的一群強大的獨立驗證者運行。它是全球最去中心化的權益證明區塊鏈之一，也是最發達的之一。下面，我們列出了一些 Solana 基金會用來衡量 Solana 網絡的去中心化和活力的統計數據（截至 2023 年 7 月 11 日）：

注：這些數字代表節點數量，而非單個運營商。我們無法確認有多少唯一的生成區塊的驗證者或 RPC 運營商

網絡性能概述

為了讓十億級用戶使用並享受 Solana 網絡的優勢，用戶需要對網絡的整體可靠性有足夠的信心：能夠持續訪問網絡，網絡及相關信息的準確性，交易速度，以及資金和信息的安全性。

以下是基金會追踪的一些指標，用以觀察網絡如何達到這一目標。雖然各種指標都可以幫助展示網絡的性能，但為了簡潔並讓用戶能夠輕鬆跟踪這些指標以及它們隨時間的進展，我們重點關註四個指標，並創建了包含這些指標的 Dune 儀表板，以及其他一些指標，使您可以更深入地挖掘數據或進行自己的分析。

正常運行時間

一個持續可靠的網絡是建立信任和持續增長的基礎。

衡量可靠性的最重要的指標之一就是網絡運行時間。

下面，我們記錄了過去六個月中每個月的網絡正常運行時間，這是以一個月中的運行時間百分比來衡量的。

投票交易與非投票交易的比例

投票交易對網絡的運行是必要的，因為它們創建了區塊鏈所依賴的去中心化共識。當驗證器投票確認一個或多個提議的信息塊時，就會發生投票交易。非投票交易是由區塊鏈上的用戶行為觸發的。例如，非投票交易可能表示一枚 NFT 鑄造或者用戶將代幣從一個錢包轉移到另一個錢包。網絡達成共識需要一定數量的投票交易，但隨著時間的推移，我們期望看到投票與非投票交易的比例下降，因為隨著網絡效率的提高，投票交易的總比例應該會下降。

以下是過去六個月投票交易和非投票交易的比例情況。

出塊時間（產生一個區塊所需的時間）

出塊時間度量的是單個交易的速度，因為它度量的是網絡向區塊鏈添加更多「塊」的速度。在這個圖表中，我們看到的是產生一個區塊的平均時間，該指標的一致性，以及它隨時間的變化情況。

2 月底的峰值與 2 月 25 日的網絡中斷事件相關。

平均和最大每秒交易數

總的每秒交易數是對網絡當前吞吐量最準確的反映，並展示了其隨時間的潛力和增長。基準吞吐量是每秒 65,000 筆交易，基於簡單的交易，比如轉移資金。實際的每秒交易數會因網絡上複雜交易的多樣性，以及任何給定時刻的需求而有所不同。例如，購買 NFT 比在錢包之間轉移代幣要復雜得多。

需要注意的是，實際的網絡每秒交易數並非反映網絡容量，而是反映交易吞吐量的需求。在幾乎所有情況下，主網-beta 的運行都低於其容量。

下圖是網絡實時性能的一個快照。它按日期劃分為給定日的平均每秒交易數以及最大每秒交易數。自 2022 年 12 月以來，平均每秒交易數保持相對穩定，有些波動性與網絡需求高漲相關。自 2022 年 1 月以來，每日最大每秒交易數一直在穩步增加，2022 年下半年的顯著增長與新的網絡升級有關。

自 2022 年 10 月報告以來的網絡亮點

為了更好地應對高流量和需求，進行了網絡升級：2022 年，Solana 網絡在高活動時期，如大規模 NFT 鑄造時，經歷了幾次減速或中斷。作為回應，核心開發人員推出了網絡升級，包括 QUIC，權益加權 QoS 和本地化費用市場。自從這些升級推出以來，網絡在高壓力時期（如 MadLads NFT 鑄造期間）的表現非常出色。開發人員也在繼續測試和開發其他網絡升級和計劃，包括增加最大交易大小（目前限制為 1232 字節）和簡化投票邏輯，這減少了需要傳輸和存儲的數據總量。

· QUIC TPU：QUIC 是由 Google 設計的一種網絡協議，用於快速異步通信，但具有會話和流控制。 QUIC 可以用來限制任何一個參與者的流量，使網絡能夠專注於真正有效的交易。 QUIC 已被添加到接收用戶交易的端口。

· 權益加權 QoS：權益加權用於高效分配領導者網絡帶寬。而不是無差別地按先來先服務的基礎接受交易，它提供了傳輸信息的權限，因此擁有 0.5% 權益的節點將有權至少傳輸 0.5% 的數據包給領導者。這可以通過阻止垃圾郵件或惡意參與者來提高網絡的韌性。權益加權 QoS 已被添加到 QUIC TPU 端口。

· 本地化費用市場：費用市場為用戶提供了一種方式，可以為他們的交易添加額外的費用，以表示其相對於其他交易的緊急程度。優先費用是基於預期交易需要的計算資源量來計算的。例如，一個簡單的代幣轉移需要的總優先費用低於相同緊迫程度的 NFT 鑄造花費。這個過程通過允許用戶表達緊迫性和優先處理交易，使市場更加高效。

改進的升級過程：作為對 2 月 25 日中斷事件（下面會有更多介紹）的回應，Solana Labs 的 CEO Anatoly Yakovenko 發表了一篇博客文章，建議對軟件發布流程進行新的流程，以便在網絡擴展時，面對新的升級，升級過程能更有韌性。這些包括讓更多的外部開發者和審計員參與發布過程，測試並發現漏洞，改善服務器重啟過程，重視網絡穩定性，以及組建一個對抗性團隊。其中幾個建議已經生效，包括：

· 在測試網上進行全面的升級過程：為了模擬升級過程，現在首先將測試網降級到之前的軟件版本，然後模擬將在主網上推出的軟件升級過程。在此之前，當主網升級時，測試網是主網的一個相對簡單版本。

· 優化用於手動重啟的工具：例如，已經有一個初始設計可以自動化一些更機械化的步驟（SIMD0046）。

· 在私有集群和測試網上都進行了對抗性測試：這些測試現在是以特設的方式進行的，因為核心工程師正在構建一個更正式的測試計劃。相關地，Solana Labs 的驗證器參考客戶端現在有一個對抗性端口，核心實驗室工程師正在添加配置可以用來構建對抗性測試的場景的能力。

1.14.17 版本順利發布：1.14 版本在 5 月 22 日被官方認定為正式採用，當時超過 66.6% 的網絡節點已經升級到 1.14 版本。這是自 2 月 25 日中斷和上述升級進度改善後的首次重要網絡升級。截至 5 月 30 日，Solana 驗證器客戶端的 1.14 版本已被 Solana 網絡上 97.4% 的網絡節點所接受。

壓縮 NFT 和狀態壓縮：經過多階段的開發，採用和推出，壓縮 NFT 現在已經在 Solana 主網-beta 上運行。壓縮 NFT 比未壓縮的 NFT 便宜 2400-24000 倍。在 Solana 上鑄造 1 億個 NFT 現在只需 50 SOL。這種新的 NFT 技術結構，稱為「狀態壓縮」，解鎖了一系列新的使用案例，並通過使其能夠用於發送消息或增強客戶忠誠度計劃等用途的 NFT 鑄造，擴大了 Solana 區塊鏈的潛在影響。狀態壓縮是為 NFT 開發的，但可以用於其他應用。簡單來說，狀態壓縮涉及在區塊鏈上存儲一些數據，這些數據通常會在每台機器上本地存儲。

平穩的 Helium 遷移：2023 年 4 月，Helium 網絡成功完成了向 Solana 網絡的遷移，整個過程對 Helium 網絡的參與者來說相對順利，對 Solana 網絡沒有造成嚴重的干擾。 Helium 的遷移利用了狀態壓縮更有效、更便宜地鑄造 NFT。更多細節請看這裡。

Firedancer 的額外進展：Firedancer，由 Jump Crypto 開發的一種 Solana 驗證客戶端，正在添加並測試更多組件。

· QUIC 實施演示：Firedancer 最近進行了一次高性能 QUIC 實施演示，這應該能帶來更有效的數據交易。

· Reed-Solomon 糾錯編碼發布：Turbine 是驗證器中的一種機制，負責將「shreds」（一個區塊的片段）分發給集群中的其他驗證器。 Reed-Solomon 是一種糾錯編碼方案，可以幫助在 shreds 被傳輸到其他驗證器之前準確地編碼數據。

Tinydancer：Tinydancer，Solana 上的第一個輕客戶端，在 Solana 基金會的 Grizzlython Hackathon 中開發。輕客戶端是可以在簡單設備上（如筆記本電腦）本地運行的軟件客戶端，連接到網絡中的完整節點，驗證賬本的狀態並檢查無效的狀態轉換。

實時排放監測：2023 年 4 月，Solana 成為第一個其碳足跡可以實時測量的主要智能合約區塊鏈。 TryCarbonara，一個獨立的初創公司，推出了用來追踪網絡影響的網站。

自 2022 年 10 月以來的網絡挑戰

自 2022 年 10 月的最後一次網絡性能報告以來，Solana 網絡出現了一次中斷。在這次事件中，用戶的資金沒有丟失。

以下是我們對這次中斷及其原因所採取的應對措施的回顧。

2023 年 2 月的中斷：2 月 25 日，Mainnet Beta 開始出現區塊最終確認時間較長的情況。經過調查，原因被追溯到網絡上的幾個服務運行了自定義的區塊轉發軟件，無意中傳輸了相當於正常區塊幾個數量級大的數據。網絡的去重邏輯無法應對這種情況，這使得 Turbine 協議受到壓力，大大降低了網絡的性能。在診斷了這個問題後，核心工程師創建了對去重邏輯的增強，現在 Solana Labs validators 客戶端 v1.13.7 和 v1.14.17 已經將其置於位。這也將通過 Solana 協議的長期設計來緩解，該設計將所有基於 UDP 的網絡協議替換為 QUIC，QUIC 在強制 Turbine 的約束方面將更優。請在這裡閱讀完整的中斷報告。

已經實施或正在推出幾個擬議的網絡升級，以解決這次中斷的原因，特別是實施 QUIC、費用市場和權益加權的服務質量 (QoS)。

即將採取的措施

Solana 核心開發人員一直在開發許多新的網絡升級，以便在面臨大規模用戶增長和採納時加強網絡。

這些 Solana 改進文件，或稱為 SIMD(s)，是關於如何對網絡進行改動的建議設計文件，這些改動需要多個核心開發團隊進行協調。最近接受的一個 SIMD 是 SIMD-33: Timely Vote Credits，這是根據投票的 slot 數量授予的，並對低延遲的投票給予更多獎勵。這旨在減少區塊最終確認時間，並防止故意延遲投票。

有一些網絡升級包含在最新的發布中，但這些功能尚未激活。 Turbine 的改進是 1.14 的一個特性，可極大改善網絡的延遲。有一個新的 Deactivate Delinquent Stake 指令，允許任何人撤銷網絡上已經在五個或更多時期未履行義務的節點，降低跳過率，提高性能。（注意：未進行委託的質押賬戶仍在原來的質押者的控制下，可以重新委託給活躍的驗證者或者取回其資金）。

用戶可以繼續監測 Solana 網絡的性能，並使用像這樣的報告來幫助社區跟踪其隨著時間的發展。