譯者按：在比特幣、以太坊1.0、eos等區塊鏈系統中，存在著兩種型別的節點概念：即輕節點(又稱spv節點)以及負責驗證所有交易資料的全節點(或超級節點)，而在以太坊接下來的2.0系統規劃當中，節點的劃分將變得更為複雜，這是因為其引入了分片(Sharding)技術。
根據以太坊官方分片FAQ內容當中提到的，該系統的節點將劃分為4類節點，分別是(1)超級全節點(Super-full node)，(2)頂級節點(Top-level node)，(3)單分片節點(Single-shard node)，以及(4)輕節點。那這些節點又是怎麼回事呢，本文旨在解釋這些節點，同時透過以太坊研究社羣(ethresear.ch)成員對該話題的深入討論，以期讓讀者更好地瞭解這些概念。
(圖片來自：Hacked)
來自分片FAQ(譯者注：關於分片技術的討論還在繼續，因此FAQ會不斷更新，以下的內容是最新版本的)：
“注意，現在，這樣的系統當中可以存在著幾個‘級別’的節點：
超級全節點：完全下載每個分片的所有校對規則(collation)，以及主鏈資料，旨在充分驗證一切;
頂級節點：處理所有主鏈區塊，使得“輕客戶端”可訪問所有的分片;
單分片節點：充當一個頂級節點，但它也會完全下載並驗證其更為關心的，某些具體分片的每個校對規則(collation);
輕節點：僅下載和驗證主鏈區塊的區塊頭資料，除非在某些特定分片狀態下需要讀取某些特定條目，否則這類節點不會處理任何校對規則區塊頭或交易。在這種情況下，它將默克爾分支(Merkle branch)下載到最近的分片校對區塊頭，並從那裡下載狀態期望值的默克爾證明。”
而以太坊研究社羣成員MihailoBjelic對此存有疑問，他在《以太坊2.0節點型別》一帖中提到：
關於 以太坊 2.0當中存在的這些節點型別，我有幾個問題：
1、為什麼這些超級全節點必須要驗證所有的交易(主鏈交易+所有分片交易)，這會需要很多的資源，我不明白這一點。儲存所有的資料的確是有意義的(它確保了所有資料的資料可用性)，但這也需要大量的磁碟空間和頻寬資源吧?
2、我不知道這些頂級節點是做什麼的，以及為什麼要有它們?
3、單分片節點會定期重新洗牌。如何將資料“移交”給下一個當選節點?
4、所以，輕客戶端只需下載主鏈區塊頭(主鏈= beacon鏈，是嗎?)?
這一切是否都可能會過時(比如當Casper和分片結合在一起時?)
謝謝!
meyer9回答：
1、超級全節點並不是必須要執行的節點。它們只是可能要執行的節點。在具有超級全節點的情況下，一些權益池可能希望這樣做，這樣，對於每個驗證者來說，他們就不必在每個週期都重新同步到不同的分片;
2、頂級節點只驗證beacon鏈，因此，它們只能訪問分片的區塊頭資訊，而不會實際驗證分片交易，或處理分片區塊;
3、單分片節點生成校對規則(collation)，並把它們新增到分片鏈中，這就好比詢問比特幣礦工如何將資料移交給下一位比特幣礦工;
4、是的;
jannikluhn：“MihailoBjelic：單分片節點會定期重新洗牌。”
不一定的，只有驗證者是需要被洗牌的，“正常”的單分片節點(例如，來自與該分片上的某個合約進行互動的使用者)可以永久地停留在一個分片鏈上。
MihailoBjelic：
感謝@meyer9 和 @jannikluhn的回答。
“meyer9：超級全節點並不是必須要執行的節點。它們只是可能要執行的節點。在具有超級全節點的情況下，一些權益池可能希望這樣做，這樣，對於每個驗證者來說，他們就不必在每個週期都重新同步到不同的分片;”
如果我們沒有這些超級全節點，我們如何保證整個系統的資料可用性(例如，如果單個分片遭到了破壞或攻擊，並且我們不再擁有其資料的情況下?)
“meyer9：頂級節點只驗證beacon鏈，因此，它們只能訪問分片的區塊頭，而不會實際驗證分片交易，或處理分片區塊;”
節點只做這一點的原因是什麼?我想每個單獨的驗證者都需要這樣做(驗證beacon鏈，並跟蹤所有分片的區塊頭)，無論如何，我認為它是一些預設的基礎級功能?
“meyer9：單分片節點生成校對規則(collation)，並把它們新增到分片鏈中，這就好比詢問比特幣礦工如何將資料移交給下一位比特幣礦工;”
我相信這種比較是沒有意義的。如果我的想法是對的，“單分片節點”是@JustinDrake在他的簡報中提到的運營者，並且很清楚的是，它們會被重新洗牌，例如每週一次(而比特幣礦工/節點則不會被洗牌)。也就是說，很明顯，當新的驗證者組被選出時，則舊的運營者(單分片節點)應該會把(整個分片鏈)的所有分片資料“移交”給新的運營者(它們沒有這些資料，而只有分片的區塊頭資訊)。現在，當我再思考這個問題的時候，我發現這個問題要比我原先想象地還要複雜，我可能會在這個問題上另開一個新的話題。
“jannikluhn：不一定的，只有驗證者是需要被洗牌的，“正常”的單分片節點(例如，來自與該分片上的某個合約進行互動的使用者)可以永久地停留在一個分片鏈上。”
你能分享一下你是在哪得到的這些資訊嗎?只有驗證者會被重新洗牌?這將徹底改變系統的模式，並引入全新的挑戰和問題(如果這被證實了，我會探討更多的細節)。當然，我們可以擁有由使用者執行的永久性單分片節點，但這些對於分析而言是不相關的(不強制/擔保+not staked ->不能依靠。)
此後，這個分片FAQ的原作者之一，以太坊創始人Vitalik Buterin加入了這個話題的探討。
(圖片來自：Filthy Lucre)
vbuterin：“MihailoBjelic：如果我們沒有這些超級全節點，我們如何保證整個系統的資料可用性(例如，如果單個分片遭到破壞或攻擊，並且我們不再擁有其資料的情況下?)”
由於洗牌的原因，我們就有了一個強大的概率保證，即單個分片不會受到攻擊或破壞，而基本上沒有一個攻擊者擁有整個驗證者集接近50%的份額，如果我們新增了欺詐證明和資料可用性證明(譯者注，可參考《區塊鏈擴容的關鍵：欺詐和資料可用性證明》)，整個網路將能夠拒絕掉壞區塊，而不必檢查所有的資料;
“MihailoBjelic：你能分享一下你是在哪得到的這些資訊嗎?只有驗證者會被重新洗牌?”
這些資訊來自於我這裡 ^ _ ^
任何不是驗證者的節點，都只是為自身利益而執行的節點，因此，該節點當然可以聽取和下載，或者不下載，核查或不核查它想要的東西。因此，協議沒有能力強迫其他節點去任何特定的分片，也沒有理由這樣做。
MihailoBjelic：“vbuterin：這些資訊來自於我 ^ _ ^”
這樣哈，那我認為這些資訊是相當可靠了!^_^ ：那這意味著分片FAQ和Justin的報告(或者至少是報告的部分)是有衝突的嗎?(譯者注：具有刨根問底的精神，很好)
“vbuterin：任何不是驗證者的節點，都只是為自身利益而執行的節點，因此，該節點當然可以聽取和下載，或者不下載，核查或不核查它想要的東西。因此，協議沒有能力強迫其他節點去任何特定的分片，也沒有理由這樣做。”
我認為，提到這些使用者執行的節點，只會帶來混亂，它們是無關緊要的，這是因為它們(正如您和我都說過的)根本不會提供任何保證，它們只是無束縛的，並且可能(或可能不)驗證及保留分片的資料(或它的任意部分)。驗證者必須在任何時刻都不依賴於這些節點，他們需要的是受束縛(bonded )的節點，並且必須驗證每個分片校對規則(collation)，並保留所有分片的資料(整個最新的分片鏈)。每個分片會有多少的節點?如果只是一個節點，那麼會有幾個問題，如果不止一個，還會有其他的問題(同樣，如果我有這個答案，我會深入到更多的細節)。如果這些東西還沒有完全明確，這也是當然可理解的。
drcode1：
要記住的一個細節是，用於分片的“輕客戶端”可能還會負責將資料上傳到全節點，而這通常不是輕客戶端的職責。引用Vitalik等人最近撰寫的輕客戶端規範，我假設它會使用和以太坊2.0當中相同的資料可用性機制：“由輕客戶端接受到的每個share(譯者注：同樣是欺詐和資料可用性證明論文當中的一個重要概念)以及有效默克爾證明，會和所有全節點進行溝通，表明這個輕客戶端已經連線到了全節點(如果這些全節點沒有它們)。”
“MihailoBjelic：我認為，提到這些使用者執行的節點，只會帶來混亂。”
我不是博弈論領域的專家，我只想指出一點，100%的BitTorrent節點是無束縛的( unbonded)，它們沒有義務提供資料或驗證：軟體的預設行為(加上一些利他者)可以導致對分散式軟體系統產生有意義影響的強大機制。
MihailoBjelic：感謝 @drcode1!
“drcode1：我只想指出一點，100%的BitTorrent節點是無束縛的( unbonded)，它們沒有義務提供資料或驗證”
沒錯，BitTorrent就是一個不可靠的分散式網路(每個人都遇到過不可用的torrent連結)。對於IPFS也是一樣的，這也是為什麼他們要構建Filecoin(如果你希望提供資料可用的保證，則需要有束縛的人員來儲存這些資料，即使這樣，問題也不是微不足道的。)這就是我為什麼會認為，我們根本不應該依賴這些使用者/利他主義者執行節點。也就是說，在討論系統的安全性和保障時，甚至不應該考慮他們。
也就是說，我還是很想知道：
a) 我們將有受束縛的單分片節點(這些節點必須下載並儲存單個分片的所有資料)?
b) 這些節點絕對不會被洗牌嗎?
c) 他們是和提議者(負責提出區塊/校對規則(collation)，以及對它們進行表決驗證)相同的實體嗎?
d) 每個分片會有多少這樣的節點?
我剛剛看了Peter Szilagyi和Felix Lange關於以太坊網路的精彩演講，在這裡你可以看到，當時的計劃是讓校對者(collator)不斷切換分片(儘管，目前還是不清楚校對者(collator)是否和提議者/單分片節點相同 :-))
daniel：
非常好的問題!關於這個話題，我已經思考很久了，現在我想提供一些純粹是自己的觀點：
a) 是的!我看不到另一種保證長期資料可用性的方法;
b) 這視情況而定。到目前為止，我認為在實踐過程當中，是不需要對它們進行重新洗牌操作的，但我覺得為了保證可證明的活躍性，可能需要重新洗牌操作。否則，賄賂攻擊者可能會透過不提出任何校對規則(collation)的方式，而造成一個分片被完全拖延;
C)是的!我認為，可透過將長期狀態儲存的責任+交易執行+校對規則提議組合到相同的角色當中，從而實現最高的協同效應(因此能夠帶來效率)。
D)這是一個有趣而開放的問題。如果我們沒有“分配”或“洗牌”執行者，那麼無論如何，我們對此都沒有控制權，這取決於經濟激勵，以實現對所有分片的合理分配。如果我們分配了他們，我還沒有考慮好合理的數字。
譯者後記：關於本文探討的話題，譯者將繼續跟蹤研究者的討論動態，並將在評論欄中呈現出這些最新討論。此外，關於分片的話題，譯者將透過研究人員的討論逐個分解探討。
