Firedancer onthult fd_quic: Een krachtige implementatie van QUIC en Solana Transaction Ingest Network protocollen

Firedancer, een onafhankelijke validatieclient voor Solana gebouwd door Jump, kondigde onlangs hun nieuwste technische mijlpaal aan, fd_quic, een krachtige implementatie van de QUIC en Solana transaction ingest netwerkprotocollen. Deze doorbraak gaat gepaard met significante verbeteringen in schaalbaarheid en robuustheid, waardoor het Solana-netwerk beter bestand is tegen spamaanvallen.

QUIC Protocol en Solana

Het Solana-netwerk maakt gebruik van het QUIC-protocol voor verschillende doeleinden, waaronder de verspreiding van transacties. Firedancer's aangepaste netwerkstack is helemaal nieuw ontworpen om gebruik te maken van RSS (receive-side scaling), een hardwareversnelde vorm van load balancing. Dit maakt een gedeelde-niets parallelle architectuur mogelijk, waarbij elke CPU core een deel van het inkomende verkeer beheert met minimale overhead.

RSS biedt een betere doorvoer en vereenvoudigt de implementatie in vergelijking met softwarematige load balancing. Het elimineert de noodzaak voor complexe globale schedulers, async runtimes, sloten en atomics. Firedancer's beslissing om de Linux netwerkstack te omzeilen door gebruik te maken van XDP/AF_XDP, recente kerneltechnologieën, optimaliseert de prestaties nog verder.

De complexiteit van QUIC

QUIC's 151 pagina's aan specificaties brengen aanzienlijke complexiteit met zich mee. Omdat Firedancer geen bestaande C bibliotheek kon vinden die voldeed aan hun licentie-, prestatie- en betrouwbaarheidseisen, hebben ze hun eigen bibliotheek gebouwd. Hun implementatie, fd_quic, beschikt over geoptimaliseerde datastructuren en algoritmen, met (bijna) geen heap allocaties tijdens het afhandelen van verkeer, zodat de validator niet zonder geheugen komt te zitten.

Live Demo Highlights

Firedancer vierde hun maandenlange reis om QUIC snel te maken met een live demo waarin drie ontwerpdoelen werden getoond: Compatibiliteit, prestaties en schaalbaarheid.

• Compatibiliteit: Een spamtool die is opgebouwd uit modules in de Solana Labs validator stuurde talloze transacties naar de Firedancer validator via QUIC, waarmee werd aangetoond dat hun QUIC implementatie correct was.
• Prestatie: Bij een test werden de grenzen opgezocht van een enkele CPU-kern waarop fd_quic werd uitgevoerd met meerdere spammers. Het resultaat was 5,8 Gbps of 270k TPS, waarbij 1,4 miljoen TPS werd bereikt met kleine transacties. Er waren acht CPU cores nodig om deze snelheid te genereren.
• Schaalbaarheid: Dezelfde prestatietest werd uitgevoerd met RSS ingeschakeld op een 25 Gbps netwerkinterface en fd_quic uitgevoerd op vier CPU cores. Tijdens de test verwerkte een Firedancer QUIC-server die op slechts vier CPU-kernen op een enkele server draaide, op betrouwbare wijze 21,8 Gbps aan inkomende transacties (ongeveer 1,08M TPS met ~1kB txn-grootte) van Solana Labs clients. Deze test was beperkt door de beschikbare netwerkhardware (een 25 Gbps verbinding), maar Firedancer verwelkomt gebruikers om de prestaties verder te verhogen met de beschikbare documentatie.

  Introducing Firedancer’s nieuwste technische mijlpaal: fd_quic 🔥💃
  
  Een krachtige implementatie van de QUIC en Solana transaction ingest netwerkprotocollen.
  
  1/15 pic.twitter.com/N10k1XQcQ1

  — Firedancer 🔥💃🏻 (@jump_firedancer) 4 mei 2023

  Terwijl het werk aan meer componenten doorgaat, kijkt de blockchaingemeenschap reikhalzend uit naar de toekomstige ontwikkelingen van Firedancer'