西部世界对以太坊SWARM的原理解析

Posted 2021-06-27 Mario科普小达人

Swarm是由以太坊基金会主导开发的一个分布式存储项目，和Filecoin一样致力于打造WEB3.0网络内容存储、分发和检索的基础设施。关于Swarm的背景、团队、投资者，网上已经有很多信息，西部世界就不赘述。在这里主要是想通过Swarm的原理解析，来说明这么挖Bzz以及为什么Bzz物以稀为贵。

随着主网上线的临近，swarm近期也将正式切换到主网，开启主网挖矿阶段。虽然目前官方还没有正式公布主网挖矿收益模型，但可以预见主网上线后参与头矿获得挖矿奖励不会输于去年爆火的Filecoin。

swarm主网上线在即，矿机市场也持续火爆。目前市场上充斥着各种各样的云节点、物理节点、实体矿机等，单个节点成本从几百到几万都有，鱼龙混杂。其中很多主网上线后实际上是不能挖矿的，另外还有部分高价矿机实际上是利用信息不透明获取暴利。

西部世界最近也正是发布了我们的Swarm挖矿解决方案。经过前期对swarm网络原理和挖矿原理的深入研究，目前我们的方案已经无限接近主网挖矿需求，基本可以做到主网上线后无缝切换到主网。今天我们就进一步解析swarm网络原理以及代币BZZ挖矿原理，帮助大家深入了解swarm。

Swarm不只是存储系统，更确切的说其实是流量分发系统，相当于现有互联网系统中的CDN系统。在SWARM协议中，用户上传的文件按照4KB大小的片段切割形成一个金字塔结构，按照算法将每个片段不断推向不同的位置。在推送的过程中，所有的中间节点都会缓存一份数据。

当用户需要读取该文件时，首先从某个位置读取到这个文件的根。再从根文件中读取不同的文件片段信息，然后根据不同的片段从网络中不同的地方读取出相应的内容再重新组合成原始文件。

从上述原理可以明显看到，数据一旦被提交到swarm网络，会被自动切分并且分散推送到全网的不同节点。通过自动扩散，数据内容自动传播到网络中的不同节点以备读取，所以我们称其为内容或流量分发系统，即CDN。

由于流量难以用作证明，所以理论上Swarm不是基于流量的区块链系统，不是依靠爆块获得挖矿奖励。所谓的“挖矿”其实是流量费，即数据的请求节点向服务节点支付流量费，所以节点的收益来源于其他节点付出的流量费。

Swarm流量费通过以太坊智能合约上的代币BZZ实现记账和支付，另外考虑到以太坊网络的性能，目前引入了支票概念。也就数据请求方向服务节点先开支票，服务节点在收集了一定量的支票后统一兑换成BZZ，实现“挖矿”收益。

所以Swarm节点能够收到的流量费最核心的因素是带宽上限，带宽上限越高，流量费上限也就越高。Swarm挖矿客户端会将服务器配置成swarm蜂窝（跑N个节点），来获得更多的流量费（支票）。

其次假设SWARM节点配置为每个片段大小为4KB，数据存储于磁盘上。因此数据的访问能力受限于磁盘IO，我们可以根据磁盘的IOPS（每秒读写IO次数）性能计算出每一种磁盘的SWARM读写性能：

HDD硬盘（7200转）：硬盘的IOPS最高约为在75～210 IOPS之间，因此读写性能在（75～210）x4KB=300～840KB/s。如果折算成带宽，就是一个3～8Mbps。也就是说，如果在一块机械硬盘上部署多个节点，即使对这个节点开通再高的带宽，也只有最高3-8Mbps带宽的收益上限。在硬盘上部署再多的节点，其实跟部署一个节点没太多区别，即其实相当于一个节点的收益

企业级SSD硬盘（U2）：SSD的IOPS最高大约在635万，因此读写性能的极限在6350000x4KB = 25400000KB，折算成带宽大约在24Gbps。同样一台机器上运行再多的节点，使用再多的带宽，收益的上限可以达到24Gbps。所以使用SSD，在网络带宽足够的情况下，运行更多的节点将会带来更多的收益。

当磁盘IO不再是瓶颈的时候，跑的节点越多，CPU需求就越高。在无伦系统多么繁忙的情况下保持系统正常运行的做法就是使用多核CPU，每个节点至少分配一个核。通过对市面上的多核CPU进行测试，我们优选出性价比最高的配置，后续会公布详细数据，大家可以持续关注。

由此我们可以通过系统分析得出SWARM挖矿服务器的瓶颈，设计出兼顾测试网及主网的矿机配置方案，能够在主网上线后第一时间无缝切换到主网。以下就是星际空间本次发布的星云X系列BZZ挖矿独享产权服务器，希望和行业共同交流，致力于推动行业更加公开、透明，健康发展。

另外由于swarm单个节点通常比较小，单个节点只能配备独立的钱包，一台服务器通常可以允许几十甚至几百个节点、钱包。加之还要考虑成本定期兑换支票，保持网络持续安全、稳定等，所以对矿机的运维难度和复杂度非常大。星际空间目前已经开发出swarm服务器运维管理系统《星云BEEOS》，可以实现自动化监控、部署、修复和兑换归集，保证系统高效、安全运行。

最后说一下，swarm目前测试网已经有30多万节点了，很多人担心现在介入是不是太晚了。其实完全不用担心，一方面测试网的节点很大一部分都是云节点或者配置非常低，未来很难切换到主网；另一方面测试网空投仅100万，未来主网上线后才真正进入头矿阶段。

虽然目前测试网空投已经非常难以抢到，但是swarm官方已经发布了将于6月14日正式启动主网。所以目前开始部署专业矿机能够提前获得丰富的存储数据，主网上线后不再需要重新同步数据，第一时间参与头矿产币。同时专业矿机相对于测试矿机来说有更大的优势成为网络核心节点，获得更大的网络权重。

随着swarm主网的逐步临近，会有越来越多的主网信息和参数发布。欢迎大家持续关注西部世界，我们将第一时间为大家为大家更新。