Ethereum 노드란?

정의와 활용

Ethereum 노드는 Ethereum 네트워크에 연결하는 데 필요한 소프트웨어를 실행하는 컴퓨터를 말한다. 노드들은 서로 연결되어 정보를 주고받으며 트랜잭션을 검증하고 블록체인의 상태에 대한 데이터를 저장한다.

두 용어가 흔히 혼용되긴 하지만, 엄밀히 말하면 이렇게 연결된 컴퓨터가 노드이고 그 위에서 실행되는 소프트웨어를 클라이언트라고 부른다.

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노드가 Web3에서 중요한 이유

노드는 블록체인 네트워크를 구성하는 요소이며 네트워크에 접근할 수 있는 유일한 수단이다.

각 노드는 블록체인의 사본을 자체적으로 유지하며, 이 사본이 다른 모든 노드의 사본과 일치하는지 확인하는 작업을 수행한다. 어떤 동작이든 일어나서 새 블록이 블록체인에 추가되어야 할 때마다, 네트워크의 모든 노드가 이를 처리해야 한다.

각 노드는 서명과 트랜잭션의 유효성을 기준으로 최신 블록을 받아들이거나 거부한다. 블록이 받아들여지면 다른 노드들에게 계속 전파되어 합의에 도달하고 모든 노드가 동기화될 때까지 이 과정이 이어진다. 노드는 유효하지 않은 블록을 신속하게 거부할 수 있고 규칙을 어기려는 악성 노드도 식별해낼 수 있다. 바로 이렇게 노드들이 끊임없이 통신하는 네트워크 덕분에 단일한 진실의 원천에 의존할 필요가 없고, 그에 따른 여러 문제도 피할 수 있다.

서로 다른 노드들 사이의 이러한 합의가 블록체인 네트워크를 탈중앙화하며, 이것이 Web3의 근간이다. 실행되는 노드가 많을수록 블록체인은 더 강해진다.

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노드의 종류에는 어떤 것들이 있는가?

노드에는 세 가지 종류가 있다:

• 라이트 노드(light node)
• 풀 노드(full node)
• 아카이브 노드(archive node)

_라이트 노드_는 블록 헤더만 다운로드하는데, 이는 네트워크에서 트랜잭션을 처리하는 데 필요한 최소한의 데이터다. 라이트 노드는 이 데이터를 이용해 필요한 특정 블록을 재생성할 수 있기 때문에 트랜잭션을 검증할 수 있다.

이 덕분에 라이트 노드는 네트워크와 효율적으로 상호작용하며 수 메가바이트의 대역폭과 수 기가바이트의 저장 공간을 절약할 수 있다. 이 때문에 라이트 노드는 스마트폰이나 노트북처럼 메모리 자원이 제한된 일반 기기에서도 실행할 수 있다.

하지만 라이트 노드에도 한계가 있다. 라이트 노드는 접근할 수 없는 데이터가 있을 때 풀 노드에 요청해야 하는 경우가 있는데, 이 과정은 풀 노드가 직접 트랜잭션을 검증하는 것보다 더 오래 걸릴 수 있다.

라이트 노드는 노드를 실행하는 가장 쉬운 방법이지만, 그럼에도 클라이언트를 설치하고, 변수를 설정하고, 블록 헤더를 다운로드하고, 모든 것이 제대로 작동하는지 확인하는 데는 시간과 지식이 필요하다.

_풀 노드_는 네트워크의 블록이 올바른지 검증하는 데 필요한 모든 것을 갖추고 있다. 어떤 스마트 컨트랙트와도 상호작용할 수 있고, 자체적으로 스마트 컨트랙트를 배포할 수도 있다.

데이터를 온전히 사용하고 저장해야 하므로 풀 노드는 훨씬 더 많은 컴퓨팅 자원과 대역폭을 필요로 한다. 풀 노드는 블록 0부터 가장 최근 블록(현재 1,000만 개 이상이며 계속 늘어나고 있음)까지 전체 블록체인 상태를 다운로드하고, 저장하고, 검증하는데, 이 과정은 동기화하는 데 몇 주가 걸릴 수 있다.

_아카이브 노드_는 풀 노드보다 한 단계 더 나아간다. 풀 노드는 검증에 더 이상 필요하지 않은 항목, 즉 체인과의 최신 상호작용 기록을 정리하지만, 아카이브 노드는 모든 것(수 테라바이트에 달하는 추가 데이터)을 유지한다. 이런 세부 정보는 정보를 더 효율적으로 조회하는 데 유용하고 일부 애플리케이션에는 유용하지만, 대부분의 경우에는 과도하다.

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노드 실행이 어려운 이유는 무엇인가?

노드를 구축하고 실행하는 것은 길고 까다로운 과정일 수 있다. Web3 세계에 익숙하지 않고 아직 기술적 전문성을 갖추지 못한 경우라면 특히 그렇다(아직은 말이다).

풀 노드가 현재 블록체인 상태 기준 1,000만 개가 넘는 노드와 동기화하는 데 몇 주가 걸릴 수 있다는 사실만으로도 많은 사람들이 이 분야에서 무언가를 만드는 것을 꺼리게 된다.

비용도 요인 중 하나이며, 금방 불어날 수 있다. 하드웨어를 구입하기 위한 높은 초기 투자 비용과 전기, 서버 호스팅 등 지속적으로 드는 비용이 여기에 포함된다. 노드를 운영할 때는 그것이 항상 가동 중인지도 확인해야 한다. 느린 인터넷, 정전, 하드웨어 문제는 비용이 많이 드는 다운타임으로 이어질 수 있다.

클라이언트 업데이트는 Ethereum의 확장성, 보안성, 지속가능성을 꾸준히 개선하는 데 도움이 되지만, 이런 변경 사항이 예기치 못한 문제로 이어질 수도 있다. 그리고 더 큰 것을 만들려고 시도할 때 진짜 문제가 시작된다!

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Ethereum 노드를 확장할 때 어떤 문제가 생기는가?

Ethereum 노드는 원래 이 정도 규모의 요청을 처리하도록 설계되지 않았기 때문에 몇 가지 특유의 어려움이 있을 수 있다.

안정성

일부 요청은 노드에게 로그 0번부터 현재 블록까지 전부 조회하도록 요구하며 타임아웃이 발생할 수 있다. 이런 "죽음의 쿼리(queries of death)"는 노드를 다운시킬 수 있고 하루 중 언제든지 일어날 수 있다. 표준 노드 수준인 72%의 안정성을 가진 노드라 하더라도, 이는 애플리케이션이 1년에 100일 넘게 오프라인 상태일 수 있다는 뜻이다!

확장성

노드 인프라를 확장하는 것은 까다로울 수 있다. 여러분이 만들고 있는 애플리케이션이 하룻밤 사이에 Twitter에서 입소문이 났는데, 운영 중인 기존 노드가 갑작스러운 트래픽 및 트랜잭션 양의 급증을 감당하지 못하는 상황을 상상해보라.

새 노드를 동기화하는 데 몇 주가 걸리기 때문에 빠르게 새 노드를 띄울 수도 없다. 게다가 새로운 수요가 기존 노드를 압도해 다운시킬 수도 있다. 이는 아무도 애플리케이션을 사용할 수 없는 다운타임으로 이어지고, 여러분이 만든 것을 신뢰할 수 없다고 느끼는 불만 가득한 사용자들을 만들어낼 수 있다!

데이터 일관성

Web2에서는 사이트들이 로드 밸런서, 즉 상위에 위치해 트래픽을 구분되지 않는 서버들에 분산시키는 네트워크 계층을 이용해 이런 확장성 문제를 우회할 수 있다. 하지만 블록체인은 비동기적이기 때문에 노드에서는 이 방법이 통하지 않는다. 두 노드가 결국에는 동일한 최신 블록을 공유하게 되지만, 특정 시점에는 한 노드가 다른 노드보다 뒤처져 있을 수 있다.

트래픽이 최신 블록에 대해 서로 다른 관점을 가진 노드들로 라우팅되기 때문에 로드 밸런싱은 매우 다른 두 가지 결과로 이어질 수 있다. 오랫동안 탐내던 NFT를 구매했는데 새로고침해보니 사라진 것처럼 보이는 상황을 상상해보라!

이런 종류의 데이터 불일치를 피하려는 시도는 개발팀이 복잡한 임시방편을 이어 붙이게 만들고, 결국 불가피하게 오류를 일으키고 애플리케이션을 다운시키는 결과로 이어진다. 이런 모든 문제는 노드를 다룰 때 개발자들이 흔히 확장성, 안정성 유지, 데이터 일관성 보장 중 하나를 선택해야 한다는 것을 의미하며, 이는 모두에게 이상적이지 않은 경험으로 이어진다.

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노드-as-a-서비스는 언제 사용해야 하는가?

이 모든 것이 다소 벅차게 느껴진다면, 걱정하지 않아도 된다! 이제 막 시작하는 단계든, 노드 관련 문제에 너무 많은 시간과 비용을 쓰고 있다고 생각하든, node-as-a-service가 해결책이 될 수 있다.

Alchemy 같은 노드 제공업체는 노드를 대신 운영해주므로 여러분은 애플리케이션 개발에 집중할 수 있다. 대부분의 제공업체는 통합이 매우 쉬운데, 시작하는 데 필요한 것은 블록체인에서 읽고 쓰기 위한 API 하나인 경우가 많다.

즉, 서버 접근 비용을 지불하고, 하드웨어 요구 사항을 충족시키고, 상태를 직접 유지 관리하는 대신 Alchemy의 Node API를 사용할 수 있다는 뜻이다…

… 코드 한 줄로 말이다.

Alchemy의 Cortex 엔진은 여러분의 애플리케이션과 함께 확장되는 전용 분산 시스템을 통해 데이터의 정확성과 신뢰성을 보장한다.

"자체 노드나 오류가 잦은 서비스를 사용하는 것은 회사와 무관한 문제들에 수백 시간의 소중한 엔지니어링 시간을 낭비하는 것을 의미합니다. Alchemy의 놀라운 수준의 신뢰성, 속도, 지원에 견줄 만한 것은 없습니다." - Alex Atallah, OpenSea CTO

OpenSea, Dapper Labs, 0x, Royal, Axie Infinity를 비롯한 수백 개의 주요 블록체인 기업 및 프로젝트들이 Alchemy를 선택하는 이유는 놀라울 정도로 높은 신뢰성과 훌륭한 고객 지원, 그리고 Web3에서 구축하는 것을 그 어느 때보다 쉽게 만들어주는 뛰어난 제품군 때문이다.

Alchemy 계정에 가입하고 노드를 걱정할 필요 없이 바로 구축을 시작해보라! Web3에서 구축하는 여정에 Alchemy가 어떻게 도움이 될 수 있는지 더 알고 싶다면, Getting Started With Alchemy 문서를 확인하거나 Alchemy support center를 방문해보라.