Dans cet article, nous avons clarifié le modèle de stockage de l'ordinateur Internet (IC) et fourni des informations liées à la feuille de route pour plus de stockage.
Nous allons d'abord décrire les types de stockage que la blockchain peut généralement offrir, puis détailler les compromis uniques réalisés par l'architecture de l'ordinateur Internet, et enfin donner un aperçu des prochaines étapes sur la feuille de route pour obtenir plus de stockage.
Dans le contexte du stockage blockchain, on peut grossièrement distinguer deux types de stockage : le stockage entièrement répliqué et le stockage distribué. L'ordinateur Internet dépend du stockage entièrement répliqué, où, dans le cadre du protocole, il est garanti que tous les nœuds participants stockent une copie intégrale des données – généralement appelée état répliqué – permettant ainsi à ce type de stockage de prendre en charge la lecture/écriture/mise à jour/suppression directe des données, comme partie de toute opération convenue de manière répliquée par les nœuds participants via certains protocoles de consensus.
Du point de vue des développeurs de contrats intelligents, ce type de stockage ressemble beaucoup à la RAM durable disponible dans les programmes informatiques traditionnels.
D'autre part, dans le stockage distribué, les protocoles de consensus agissent simplement en tant que coordinateurs, décidant quel sous-ensemble de nœuds stocke quelle partie des données préalablement convenues, ce qui signifie généralement que tous les nœuds participants ne doivent pas stocker toutes les données, ce qui peut réduire le facteur de réplication.
Cependant, il est crucial de noter que cela signifie également qu'il devient impraticable de lire directement les données pendant l'exécution de la réplication, ce qui explique pourquoi ce type de stockage est principalement utilisé pour stocker des blobs statiques.
Ainsi, bien que le modèle de données entièrement répliquées soit manifestement plus puissant que le modèle de stockage distribué pour construire des applications dessus, il est également confronté à des défis d'évolutivité.
L'architecture de l'ordinateur Internet repose sur trois concepts qui répondent de manière unique à ces défis d'évolutivité et offrent une grande capacité de stockage entièrement répliqué : décentralisation déterministe, mise en œuvre d'une couche de stockage haute performance et capacité d'extension par l'ajout de sous-réseaux.
Nous allons maintenant discuter brièvement de la manière dont ils facilitent un stockage entièrement répliqué hautement évolutif :
Décentralisation déterministe : le système autonome du réseau (NNS) prend des décisions éclairées pour décider quels nœuds rejoignent le réseau et quels nœuds deviennent une partie du sous-réseau. Ainsi, par rapport à une configuration où n'importe quel nœud peut rejoindre le réseau ou le sous-réseau, le nombre total de nœuds dans chaque sous-réseau est beaucoup plus faible, ce qui permet d'atteindre des objectifs de diversité et de décentralisation.
Mise en œuvre d'une couche de stockage haute performance : récemment, dans le cadre du projet phare Stellarator, l'ensemble de la couche de stockage de l'IC a été repensé. Parmi d'autres aspects, la nouvelle architecture de stockage représente une étape importante vers la réalisation d'une capacité de stockage plus complète pour chaque sous-réseau. Au lancement du projet phare Stellarator, la capacité de stockage maximale de chaque sous-réseau a été portée à 1 TiB, mais il est crucial que la nouvelle architecture prenne également en charge les projets futurs, permettant ainsi une capacité de stockage plus complète pour chaque sous-réseau.
Extension par l'ajout de sous-réseaux : le NNS peut lancer de nouveaux sous-réseaux en cas de besoin, permettant ainsi d'ajouter de nouvelles capacités de stockage selon la demande.
En raison de ces caractéristiques architecturales de l'ordinateur Internet, l'accent jusqu'à présent a été mis sur l'optimisation de la capacité de stockage entièrement répliquée. Dans le reste de cet article, nous donnerons un aperçu plus spécifique des prochaines étapes pour la capacité de stockage entièrement répliquée de l'ordinateur Internet.
À la date de rédaction de cet article, un sous-réseau unique peut stocker 1 TiB (environ 1,1 To) de stockage entièrement répliqué. L'ordinateur Internet compte actuellement 34 sous-réseaux hébergeant des dapps, ce qui signifie que la capacité de stockage répliquée totale est actuellement de 34 TiB.
De 1 TiB de stockage de sous-réseau à 2 TiB
La manière dont la nouvelle couche de stockage de l'IC est conçue et mise en œuvre lui permet d'éviter d'effectuer des opérations dont le temps d'exécution augmente linéairement avec la taille de l'état répliqué. Ses opérations ne dépendent que de la quantité de données ayant changé par rapport à l'état précédent. Ainsi, sous cet angle, l'ordinateur Internet est bien préparé à augmenter la taille maximale de l'état répliqué des sous-réseaux.
Pour augmenter la capacité à 2 TiB, il y a encore quelques facteurs connus à explorer, mais d'autres facteurs inconnus pourraient émerger lors de la mise en œuvre :
Les nœuds nouvellement intégrés au sous-réseau ou ceux qui sont à la traîne par rapport aux autres nœuds du sous-réseau utilisent un protocole appelé « synchronisation d'état » pour rattraper complètement l'état le plus récent du sous-réseau. De plus, la récupération du sous-réseau peut impliquer que certains nœuds doivent synchroniser l'ensemble de l'état, ce qui nécessite des tests de performance pour comprendre la performance de la synchronisation d'état dans un état de 2 TiB, et si cette performance est acceptable dans tous les cas, et/ou s'il faut procéder à des optimisations.
Parfois, les nœuds participant au sous-réseau doivent effectuer un hachage de l'état répliqué. Bien que cela se fasse progressivement (c'est-à-dire qu'il ne soit nécessaire de hacher que les différences avec l'état précédent), il existe également des cas extrêmes où il est nécessaire de hacher l'état entier. Nous devons effectuer des tests pour déterminer si ces cas sont acceptables.
De manière optimiste, avec des tests approfondis et quelques optimisations potentielles, le chemin vers 2 TiB est praticable.
Stockage de sous-réseau supérieur à 2 TiB
Une question naturelle est de savoir s'il est possible d'aller plus loin. Malheureusement, dépasser 2 TiB est légèrement plus complexe que d'atteindre 2 TiB, principalement parce que dans certains des pires scénarios d'utilisation, l'augmentation de l'échelle peut entraîner un remplissage physique des disques des nœuds.
En particulier, la manière dont la nouvelle couche de stockage stocke des fichiers sur disque, ainsi que le fait que le protocole soit assez conservateur en ce qui concerne la conservation des anciens états, entraînent des frais assez importants en matière d'utilisation du disque.
Ainsi, pour dépasser 2 TiB, par exemple en augmentant à 4 TiB ou même à un espace de stockage plus grand, des modifications au protocole sont nécessaires. Tout d'abord, il faut envisager de changer les paramètres de la couche de stockage pour réduire les frais de stockage, ce qui affectera bien sûr également les performances d'exécution. Deuxièmement, il faut modifier le protocole pour qu'il soit plus proactif lors de la suppression des anciens états.
Il est évident que ces deux mesures nécessitent une prudence particulière dans leur conception et leur mise en œuvre, ainsi qu'une quantité importante de tests. Atteindre cet objectif nécessitera également de réexaminer tous les points mentionnés dans l'étape de 2 TiB et potentiellement de les améliorer davantage.
Ainsi, nous sommes encore un peu loin de cette étape, mais nous restons très confiants de pouvoir finalement atteindre cet objectif.
Espace de stockage distribué de l'ordinateur Internet
Enfin, il est à noter que bien que l'ordinateur Internet se soit jusqu'à présent concentré sur la fourniture d'un stockage répliqué massif, rien n'empêche fondamentalement l'extension du protocole pour ajouter un soutien supplémentaire pour l'espace de stockage distribué (comme le stockage de blobs), sujet qui sera abordé dans un autre article ultérieurement.
Conclusion
Au cours des dernières années, l'ordinateur Internet a continuellement repoussé les limites de la capacité de stockage répliqué de la blockchain, ce qui est crucial pour de nombreux cas d'utilisation dans le Web3 qui étaient considérés comme impossibles il y a quelques années, l'un des exemples étant l'intelligence artificielle, où de grands modèles de langage fonctionnent entièrement sur la chaîne.
L'ordinateur Internet possède certaines caractéristiques architecturales uniques qui lui permettent de dépasser le cadre de soutien existant en matière de stockage répliqué, comme mentionné ci-dessus. Actuellement, il existe plusieurs mesures concrètes de suivi planifiées pour améliorer encore la capacité de stockage de l'ordinateur Internet.
De plus, en ce qui concerne le stockage distribué sur l'ordinateur Internet, des efforts pour fournir une seconde classe de stockage capable de stocker des blobs statiques commenceront bientôt.
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