技术分享|Flow接入节点(Access node)重构介绍

原文链接：https://github.com/onflow/flow/blob/master/specs/access-node-architecture/index.md

翻译：Maris ,Flow中文社区技术大使。转载请备注来源。

概要

Flow 接入节点（Access node）自上线后没有发生大的变化，其作为 Flow 通用网关的目标已经达成。即便如此，有明显迹象表明 Flow 的这一部分的设计扔需要持续的改进，以更好地支持可扩展性，并提高服务和代码的模块化设计水平。此外，这也是flow愿景的一部分，即设置无权限和无抵押的节点类型，让构建者可以更加便捷、低门槛的访问Flow。

在本文档中，我们建议重新构建访问节点以启用无权限操作。我们利用 DPS（流数据供应服务）进行状态索引和本地脚本执行，大大减少了执行节点的负载。提议的更改还可以显着改进 Flow 操作的水平可扩展性。

这种新架构将现有的访问节点模块拆分为以下组件：

Flow 区块链数据服务（Flow Blockchain Data Service），封装了与 Flow 网络的所有直接交互和参与状态同步协议，并提供 API 允许辅助组件查询区块链状态并订阅更新。

Flow数据供给服务（Flow Data Provisioning Service ，DPS) ，使用来自 Flow Flow 区块链数据服务的执行状态更新来构建完整的执行状态索引，从而能够在任意块高度上快速执行本地脚本。
Flow API 服务，提供一种用户友好的方式来查询区块链状态，并将交易发送到网络。

Flow API 服务和 DPS 设计为可选的辅助组件，在部署基础架构时，为它们的配置使用提供多样和灵活的选择。

总体目标

将现有的 Access Node 代码完全分离为 un-stake Observer Service和 staked Access Node。
将Access API从Access Node中分拆成独立模块，设计为独立的进程/服务，它将能处理任何Blockchain Data Service. 我们将其称为Flow API Service。
封装了通过共识追随者和执行状态同步提供的Blockchain Data Service实时同步系统。通过Protocol API和State Streamer接口，可以对对这些状态进行访问。
该State Streamer接口是一个通用组件，它可以允许任何消费者，例如DPS访问由Blockchain Data Service.

不考虑的目标点

不涉及长期历史访问（请参阅其他问题）
不解决公共节点的运营问题（速率限制、访问控制等）

目标要点

Blockchain Data Service处理从对等网络接收的原始协议和执行状态数据。这些状态数据，通过Protocol API以及流式接口，发送给调用者。
使用State Streamer Registration API和State Streamer客户端访问Blockchain Data Service状态。
DPS索引执行状态，实时的通过State Streamer进行传递。这些索引状态通过DPS API来响应脚本调用请求.

构架设计

详细设计

到目前为止，接入节点已经提供了以下内容：

作为 Flow 网络中的质押节点
基于协议状态参与质押gossip网络
处理来自公共调用者的实时访问 API 请求
- 执行基本请求验证
- 将脚本执行委托给上游执行节点
- 将交易委托给收集节点以进行网络处理

脚本委派EN执行是一个明显相对简单的成果，它限制了访问节点的可扩展性并影响了事务吞吐能力。此外，Access API 请求处理的扩展受到 Access Node 内代码紧密耦合的限制。DPS 的引入向可查询的本地持有状态迈出了第一步，该状态可用于扩展 Access Node。随后，执行状态同步提供了一种去中心化的方式来在网络上共享执行状态。

■ 权责修改

区块链链的同步管理，主要依赖于Blockchain Data Service提供的一套统一的功能，这些功能是Access Node基于Observer Service构建的，并且可以用作可信链状态的独立模块。

区块链数据服务

遵循协议共识，执行状态同步
服务于State Streamer API
服务于Protocol API

新Access Node版本基于上述原始节点功能设计：

接入节点

作为 Flow 网络中的质押节点参与
随时跟踪协议状态和执行数据
接受新交易，验证它们，并将它们转发到收集节点
连接公共质押 libp2p 网络
- 通过公开状态同步和执行数据同步协议的公共 libp2p 网络，提供对 Flow 区块链协议和执行状态的访问
- 将来自质押网络的消息子集，中继到公共网络

Observer Service的命名也体现了其网络非参与的角色。

观察节点服务

作为公共数据的消费者参与 Flow 网络，无需质押或许可
随时跟踪协议状态和执行数据
接受新交易，并进行验证，并将交易转发给Access Nodes

FLOW API 服务

部署为独立服务
提供外部 Flow Access API(gRPC/REST)
如果DPS已部署，则查询DPS API执行状态查询，否则返回错误
查询运行协议状态Protocol API的节点上的下游Blockchain Data Service
代理发送交易请求
- Access Nodes代理事务到下游Protocol API
- Observer Services代理事务到下游Access Node