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Valis Network：更艱難、更好、更快、更強的Qubic
Valis Network 是一個強大的中介軟體解決方案，旨在支持數百萬同時使用 Qubic 的用戶。
Spelunker，2024年7月29日。
一個在建的巨型都市
想像一個即將大規模成長的城市，但有一個主要問題：有限的道路威脅著這種擴張。就像城市需要更多的基礎設施來應對增加的交通一樣，Qubic 生態系統需要強大的基礎設施來支持其擴展的用戶基礎。
讓我們快速計算一下。使用50個公共Qubic計算節點（QCN），每個節點在當前設置下處理80個連接，Qubic網絡僅能支持4,000個連接。幸運的是，這有限數量的連接可以通過“每請求連接方法”由多個終端用戶共享。
每請求連接方法是一種網絡技術，客戶端向服務器發出每個請求時都建立一個新連接。一旦服務器處理完請求，連接就會關閉。這使得多個客戶端可以有效地共享有限的連接池，因為每個連接僅是臨時使用。
就像你的車不會100%時間使用道路一樣，客戶端不會100%時間使用連接。因此，道路的實際容量取決於其利用程度。由於快速計算不足，我們需要一些情景：
利用率 | 每個QCN的同時
連接數 | 50個QCN的總連接數 | 每個錢包的連接負載 | 支持的
總用戶數 |
最大 | 80 | 4,000 | 100% | 4,000 |
高峰 | 80 | 4,000 | 10% | 40,000 |
現實 | 80 | 4,000 | 3% | 133,333 |
低 | 80 | 4,000 | 1% | 400,000 |
在我們的“高峰”情境下，Qubic網絡可以支持40,000名同時用戶，略低於官方Qubic Discord的43,000名成員。沒有擴展性，雄心勃勃的Qubic巨型都市可能在實現之前就消失。
一段歷史
2023年末，Qsilver發現這個問題並開始開發解決方案。他的主要目標是創建支持首批百萬Qubic同時用戶的工具。由於當前的Qubic網絡無法直接處理這個數量，Qsilver設計了中介層，作為各種應用程序（例如帶有錢包的終端用戶）與Qubic網絡之間的橋樑。從技術上講，他創建了一個“中介軟體”，最終可以將世界帶入Qubic。
Qsilver願景的首次實施是獨立開發的，命名為Qserver和Qclient。後來，Qubic社區的資金用於用戶界面開發。Qserver和Qclient目前驅動Valis Wallet和Valis Explorer的第1版。
過去四個月，我們一直在安靜且勤奮地改進我們的中介軟體。經過全面的重構、改進和打磨，代碼庫已準備好成為Valis Wallet和Valis Explorer第2版的基礎。我們對結果非常自豪。我們稱之為Valis Network。
進入Valis Network
Valis Network被設計成雲服務，具有按需擴展的能力。它遵循分佈式階層節點結構，利用兩種節點：
- Valis Cloud Nodes (VCN)： 部署在集中雲環境中，VCN與Qubic計算節點（QCN）進行交互，處理繁重的數據處理和存儲。
- Valis Edge Nodes (VEN)： 位於網絡的邊緣，VEN管理用戶交互並與VCN通信。
Valis Network支持多個VCN，每個VCN服務多個VEN。每個VEN反過來支持大量的終端用戶應用程序（例如Valis Wallets）。
在Valis Network中，99.9%的數據從Qubic Network流向終端用戶。VCN從Qubic Network提取數據，壓縮後傳遞給VEN，VEN處理優化後的數據流並處理來自終端用戶應用程序的websocket請求。VEN以最小的延遲同步到最新的tick。
唯一的反方向數據流是在終端用戶通過像Valis Wallet這樣的終端用戶應用程序向Qubic Network提交交易時發生的。
將成本效益發揮到極致
當我們在Valis談到“執行”時，我們指的是有效且高效地完成事情。注意，效果關乎結果，而效率則關乎過程。僅僅達到目標（如擴展性、可用性……）並不算成功。你必須在明智地使用資源和減少浪費的情況下做到。因此，要判斷Valis Network是否成功，我們必須看成本。
成本效益的擴展性
當我們準備進入測試階段時，我們預期Valis Network的橫向擴展每百萬用戶的月成本為1,000美元。換句話說，每個錢包和每月的成本為一毫分。這個例子假設僅部署1個VCN（每月200美元/VCN）來管理40個VEN（每月20美元/VEN），每個VEN支持25,000個Valis Wallet。
在擴展性方面，這個設置比去中心化解決方案更具成本效益。再次提醒，一個Qubic計算節點支持80個連接，而僅伺服器（至少8核、500GB內存和1Gbps同步網絡連接的裸金屬伺服器）的估計成本約為13,000美元。
當然，將VCN與QCN相比，如同將蘋果與橙子相比。每個都專注於實現不同的目標。然而，當涉及到為終端用戶服務時，Valis Network（VN）以其最小配置的1,000美元/月是整個Qubic Network（QN）50個QCN在高峰利用率下運行的650,000美元初始資本支出的25倍效率。
成本效益的可用性
在確保最佳終端用戶體驗的同時，擴展性不是Qubic巨型都市的唯一威脅。
在對最大性能的無情追求中，Qubic做出許多非正統的選擇，其中一些影響可用性。例如，由於Qubic每週修剪所有數據（除餘額外），為終端用戶創建交易歷史成為挑戰。別擔心，Valis Network會來拯救。通過維護最新的交易數據歷史存檔，存儲和索引所有交易以便快速檢索，Valis Network可以為終端用戶提供最新的代幣餘額和交易歷史。作為參考，一個QCN每個epoch需要35 GB的存儲空間，而每個VEN使用6 GB的空間存儲23個epoch，或0.26 GB每個epoch。
除了功能，速度也很重要。每個新連接需要大約一秒鐘的時間來建立，增加了不想要的延遲。一秒鐘可能看似不多，但當涉及到終端用戶應用（登錄、POS付款、轉帳並期望即時確認……）時，這種額外的延遲變得非常明顯，遠超出Doherty閾值。通過維持持續連接，Valis Network消除了這種大規模的額外一秒鐘。
成本效益、擴展性和可用性的實際應用
為了更好地理解Valis Network對終端用戶應用程序的好處，以Valis Wallet為例。我們將專注於如何在大規模上提供三個關鍵功能：
- 顯示代幣餘額：Valis Wallet能夠高效地顯示代幣餘額，而不需要用戶干預。其他錢包可以顯示餘額。但是，它們經常斷開連接並需要手動刷新以減少QCN負載。
- 支持Qx：Valis Wallet是唯一支持Qx去中心化交易所（DEX）的Qubic錢包。其他錢包可以不使用中介軟體直接連接到QCN創建Qx交易，但用戶在看不到訂單簿的情況下應該下什麼訂單呢？理論上，其他錢包可以請求每個tick提取訂單簿，但它們很快會超載QCN，所以它們不會這樣做。
- 高峰期間的可用性：Valis Wallet在高流量事件期間保持響應和功能，通過使用持續連接支持數百萬用戶。其他錢包可能會在高負載下變得無響應。
如您所見，當其他人掙扎或在低活動期或有限條件下失敗地模仿關鍵功能時，Valis Wallet可以在大規模上有效地提供這些關鍵功能，確保不中斷的服務，同時防止網絡擁塞。
總而言之，Valis Network在高流量條件下為企業和開發者提供了獨特的擴展性、效率和可用性優勢。此外，它通過提供這些功能而不損害網絡，從而避免公地悲劇來惠及Qubic生態系統。
Qubic的外骨骼
當閱讀上述挑戰時，有些人可能會認為Qubic存在缺陷，而Valis Network是Qubic的拐杖。而我們不是這樣看。Qubic是一個美麗的DRT，在追求性能方面毫不妥協，剝除所有不必要的元素，直到只剩下必要的東西。相反，我們將Valis Network視為Qubic的外骨骼，補充和增強Qubic Network。
由於智能合約的使用，Qubic終端用戶獲得性能，而由於Valis Network，擴展性和可用性也得到了保障。有效且高效地。
另一種思考兩者互補關係的方法是將其看作一個有四層的洋蔥，每層都封裝了前一層。內層是由QCN組成的網絡。第二和第三層分別由VCN和VEN組成。中間層共同構成Valis Network。外層是一個由終端用戶、開發者和企業組成的網絡。
Qubic的利益相關者可以選擇直接與內層互動，但他們將感受到更少的可靠性、更高的開發複雜性、更少的功能、更慢的性能和較差的擴展性。由於Valis Network，Qubic變得：
更艱難（可靠性）
Valis Network中的持續連接防止了高峰交易期間的停機。當你最需要它的時候，Valis Wallet會在那裡。
更好（解決方案時間和功能）
開發者可以快速使用Valis Network集成Qubic，避免直接節點交互的複雜性。終端用戶享受訪問非交易、非tick相關數據（地址和代幣餘額、訂單簿、市值、富豪榜、智能合約狀態……）的好處。
更快（速度）
持續連接允許終端用戶享受最小的延遲。將連接分配給所有用戶，提供快速、一致的體驗，如同繁忙高速公路上的快速通道。
更強（擴展性）
Valis Network可以支持數百萬同時用戶，這比直接連接到Qubic節點的錢包能支持的數量要多幾個數量級，而這些錢包在支持僅僅一百個用戶時就面臨困難。
未來
正如我們兩週前暗示的，我們相信Valis Network將從商業和技術角度改變Qubic生態系統。通過在Qubic上而不是以太坊上創建一個類似於Infura的服務，我們旨在促進高性能終端用戶應用程序的開發和部署，推動Qubic的增長和採用。
對於開發者
Valis Network抽象了Qubic網絡的複雜性，使開發者能夠構建應用程序而不必擔心基礎設施和擴展性。
對於企業
企業可以在Qubic網絡上構建和部署可擴展的應用程序，採用按使用付費的模式以提高成本效益。
對於Qubic生態系統
Valis Network支持Qubic網絡的增長，提供了必要的基礎設施，使開發者和企業更容易採用和使用Qubic。
隨著開發的持續進行，重點仍然是確保所有利益相關者的強大性能、擴展性和易用性。
如果您有想法在Valis Network上構建，我們很樂意聽到。
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