プライベートチェーンのカタパルトで秒間4000トランザクションを目指してみる

プライベートチェーン

この記事はプライベートチェーンの話です。

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秒間4000トランザクション

「カタパルトになると、秒間4000トランザクションになるんですか？」

「パブリックの数値ではなく、プライベートの数値です」が答えなのですが、「プライベートの数値です」というにも、試したことがないので「本当ですか？」と詰められたら不安になります。

そこで、せっかくオープンソースになっているので、自分で検証してみてるのも面白いなと思いました。

イメージ

秒間4000トランザクションっていうと、ブロック生成時間が15秒の設定で、

1ブロックあたり60000トランザクション必要です。

ブロック生成時間が1分だと、1ブロックあたり240000トランザクション必要です。

ちなみに、NEMは1ブロックあたり120トランザクションが最大です。

手順

それでは、秒間4000トランザクションの性能が出るかどうか、やってみます。

再現性を確保するために、できるだけありのままの設定でいきたいと思います。

環境セットアップ

マシンはAzure VMを使用し、サイズはF32s_v2を使用し、以下の環境で行います。

• ubuntu 18.04 LTS
• git 2.17.1
• docker 18.06.1
• docker-compose 1.22.0
• nodejs v10.11

また、VMでは、以下のポート開放を行っておきます。

• 22
• 3000
• 8000

Catapultを起動する

git clone https://github.com/tech-bureau/catapult-service-bootstrap
cd catapult-service-bootstrap
git checkout 77e6cf38a7845194aa2ce72f4ed4d87e5ab791e3
docker-compose -f docker-compose-with-explorer.yml up -d

※Alpacaバージョンでやります

トランザクションをあらかじめ作成する

トランザクション作成のうち、署名する処理が重そうです。作成して送信を繰り返すと、間に合わない恐れがあるので、あらかじめ署名済みトランザクションを大量に作っておきます。

git clone https://github.com/planethouki/yonsen.git
cd yonsen
npm install

残高のあるアカウントが必要なので、nemesisアドレスの秘密鍵を取得します。addresses.yamlを開いて、nemesis_addresses:以下のprivateの値をとってきて、nemesiskeys.jsonファイルを作ります。

cat ../build/generated-addresses/addresses.yaml
vi nemesiskeys.json

addresses.yaml

nemesis_addresses:
- private: 1947340C6102E18927B98D49FB4A7947AB0C5AFCDB31F34F7EA85209A2252CF2
  public: <something>
  address: <something>
- private: 1627E64F23841C748DB9B1650ADFEC8868003158D7803A0652FE76FBD2D617B0
 <and more>

↑のprivateのところを↓に列挙

nemesiskeys.json

[
    "1947340C6102E18927B98D49FB4A7947AB0C5AFCDB31F34F7EA85209A2252CF2",
    "1627E64F23841C748DB9B1650ADFEC8868003158D7803A0652FE76FBD2D617B0",
    "2D280ADE3C870B2AD6B962DE191743C763823EC07E897846E5398546E9D69EC7",
    "354AF480EE43126FDC3DD11FD0F6537647F8413B7676536DFFFC671F850DF8A4",
    "<and more>"
]

それでは作成処理を走らせていきます。先ほど作成した秘密鍵の中からランダムに受信者と署名者を選択して、トランザクションを作るようになってます。２時間くらいかかります。ゲームや読書をして時間をつぶしましょう。

npm run create32

これにより、トランザクションが32万個入ったテキストファイルが８個できます。

できあがったファイルは、このように、ひたすらペイロードが並んでいます。

payload_320000_8/payload0001.txt

A50000000363C105F26EC44563137F35A3389E17E15541171118CA45A2253BE379226A0E2142F03DF9F54A14140456B35B1154C6D87BC5C9C771AF66D4883DB7263B970FAAD87BCE49947988710B561FF8F197791E82D15FAE02C1FC661913221B3168C5039054410000000000000000068181361300000090D122B0A1031846C76CBC7D59B298B4CE74307D1562F8CEE60100010029CF5FD941AD25D580841E0000000000
A50000000A201FD031F321F37875266BABAB299B18D3D3B07995C40E1C4F45F838DCD8F776DB75EF24FC6807BB9458FD5B578436DFECE17FEEB7393EE8489B8EB84B9708BDC47DA1770D60BE59458955F6FAFEB1BCCAC724068A08B16E709B49B038AC6303905441000000000000000015818136130000009038E6207AD52AAAA352952E40303B9507A9B548AC96D0176E0100010029CF5FD941AD25D5808D5B0000000000
A5000000C19C58720E65C1FE48586B0697EF251E0C1339596F8631535CE721739330F44A1CBCC66B1B01D0D1E52DBC7A963CB86CEA602A220CCBC9F3336E007AAC4F1906A111E52857B11526FC947E5B35BEB120003CF683D8D58C933C66B9F2479E3ED5039054410000000000000000248181361300000090A3ADA63DEB12930DE99439873D54679EEA3D8D50D293FA3C0100010029CF5FD941AD25D580841E0000000000
A5000000D54EFB265418A258BED1E66D5D2AB00DAC428A402500D117D2CD36CA8920A68F06FC88606D0CEC636D73DB4BD698FCB6632CBE5677D7F10288879F52E85FEA0BEF895B241FE52C943732D66D331810F96859AAF5F01B8ABD11B2AB8B5F4725380390544100000000000000004681813613000000901451D6A14DD5998906CA091C7E5F3D941233717EEE3304E70100010029CF5FD941AD25D5C0CF6A0000000000
A500000006347DABEE0F6037957A1E80232BC2DFF32ACA313C1592D16D222634EFED5E651424FF6FE49B1395BF7BA3BF72402CB35108DEBFBEFB23E26D45814B57A35707A594C49AF8E95AE87450D99957BF7052A00CDE4E2345475415C081CCC53F401103905441000000000000000067818136130000009091064DF93DAE8C16706BEDA010AD0E4475B513E3E1CBF2850100010029CF5FD941AD25D580841E0000000000
A500000074662C063BE55D7D01A9A412791E532B70CDCFF93451DBFE5B011F170193FD5A134030BF4148E35B5FC54E310CA4A36CCF314E9838046A9C476450C7C7D7E101BDC47DA1770D60BE59458955F6FAFEB1BCCAC724068A08B16E709B49B038AC63039054410000000000000000908181361300000090D122B0A1031846C76CBC7D59B298B4CE74307D1562F8CEE60100010029CF5FD941AD25D500127A0000000000
A50000000BF8C02E4DFD5A90DF65A7D5B18C701819C2F234FED93CBD6D6D8B01D78ADADED9B0CC316AFCAAE31FBDBDD4CE83646749FB693CF7B23F8CC96A04289AC4500A3548D5BD43DD840726778609A6E5CCAF7359A80E8EF4117F07010CE7E54BFB800390544100000000000000009F818136130000009016CDA788B3EDF7C3498EF5CCDB24885BBB7977FD661B40860100010029CF5FD941AD25D500127A0000000000
A5000000B32236F28B618D562367A2F52362C1311A93D8291AFFD3937840FB1BCC50F7C4C2E2D09CE9216BCBEBAD8890686B653AB2D5F10C7F02343C3C012B405BFFF30B8364AD86104064C268D166E2522A8D88C36FD3BB6FEA9862C679F2706178FBEB039054410000000000000000C281813613000000901451D6A14DD5998906CA091C7E5F3D941233717EEE3304E70100010029CF5FD941AD25D5C0CF6A0000000000
A500000062E538ED968016ABF8500DAE6A727842FB56CF582D5BAF9357D3E23EA677432C81141D11A12C3BC1A8A586966AA46699D4F7B9BBAE3E41D2677400FA374B6D0408F034041AB4C0CB6692985BE06DDB887289F52D2E0A95AFF9C6D2A3BD42055E039054410000000000000000828181361300000090C8453CA8D5FAB0A7363F448311FD0FA266C646D59C9D312B0100010029CF5FD941AD25D580841E0000000000
A50000002A028616EE26B5EC09BC15A8A2742A8CD5E4A1D8494BDB4E4E0D35870CEB14F2DCB1B72456A36C35BA0A20BFB76519462FA7799FAA0100570A1CC4A82DE6830CDCB11E2550BDBF17C7D89E86B0E2C80A5B63DBA187CC1780D905951DF3135915039054410000000000000000E381813613000000909B9DC59709A46FABF6EBE28A80794D443DDAF91FE9DB1D300100010029CF5FD941AD25D5C0CF6A0000000000
...

作成したトランザクションを送信する

まずはお試しで500トランザクションほど送信します。

npm run send1
npm run send500

send1でトランザクションをひとつ投げます。send500で500個投げます。

この程度でしたら、ブロックエクスプローラーで見れるので、確認しておきます。（VMの8000番ポートにブラウザからhttpアクセスすると見れます）

そして、send32で、先ほど作った32万×8個のトランザクションを投げます。

npm run send32

15分くらいかかるでしょうか。終わるまで待ちます。

この量になると、ブロックエクスプローラーではエラーになるので、次の方法で集計します。

トランザクション数の集計

ブロックチェーンエクスプローラーでは、CONTENT_LENGTH_MISMATCH的なエラーが出て、うまく表示できません。なので、nem2-sdkを使って取得し、Excelを使って集計します。

npm run view

Toggle

{"height":1,"timestamp":"2016-04-01T00:00:00.000Z","harvester":"SAXNID-TNOM6A-2JZOWT-SDW4PB-CY5BU2-VWZL75-BFQG","txes":25,"fees":0}
{"height":2,"timestamp":"2018-12-09T05:14:51.094Z","harvester":"SCT6Y6-BMHHBM-JNA7LA-W6SYZX-ZSAUB5-K2EL7V-XEC2","txes":0,"fees":0}
{"height":3,"timestamp":"2018-12-09T05:15:13.097Z","harvester":"SCT6Y6-BMHHBM-JNA7LA-W6SYZX-ZSAUB5-K2EL7V-XEC2","txes":1,"fees":0}
{"height":4,"timestamp":"2018-12-09T05:15:36.100Z","harvester":"SCT6Y6-BMHHBM-JNA7LA-W6SYZX-ZSAUB5-K2EL7V-XEC2","txes":0,"fees":0}
{"height":5,"timestamp":"2018-12-09T05:16:04.103Z","harvester":"SCT6Y6-BMHHBM-JNA7LA-W6SYZX-ZSAUB5-K2EL7V-XEC2","txes":500,"fees":0}
{"height":6,"timestamp":"2018-12-09T05:16:16.106Z","harvester":"SCT6Y6-BMHHBM-JNA7LA-W6SYZX-ZSAUB5-K2EL7V-XEC2","txes":0,"fees":0}
{"height":7,"timestamp":"2018-12-09T05:16:38.108Z","harvester":"SCT6Y6-BMHHBM-JNA7LA-W6SYZX-ZSAUB5-K2EL7V-XEC2","txes":13146,"fees":0}
{"height":8,"timestamp":"2018-12-09T05:17:06.123Z","harvester":"SCT6Y6-BMHHBM-JNA7LA-W6SYZX-ZSAUB5-K2EL7V-XEC2","txes":113285,"fees":0}
{"height":9,"timestamp":"2018-12-09T05:17:30.251Z","harvester":"SCT6Y6-BMHHBM-JNA7LA-W6SYZX-ZSAUB5-K2EL7V-XEC2","txes":98982,"fees":0}
{"height":10,"timestamp":"2018-12-09T05:17:56.340Z","harvester":"SCT6Y6-BMHHBM-JNA7LA-W6SYZX-ZSAUB5-K2EL7V-XEC2","txes":105007,"fees":0}
{"height":11,"timestamp":"2018-12-09T05:18:19.433Z","harvester":"SCT6Y6-BMHHBM-JNA7LA-W6SYZX-ZSAUB5-K2EL7V-XEC2","txes":28303,"fees":0}
{"height":12,"timestamp":"2018-12-09T05:18:41.470Z","harvester":"SCT6Y6-BMHHBM-JNA7LA-W6SYZX-ZSAUB5-K2EL7V-XEC2","txes":153513,"fees":0}
{"height":13,"timestamp":"2018-12-09T05:18:54.594Z","harvester":"SCT6Y6-BMHHBM-JNA7LA-W6SYZX-ZSAUB5-K2EL7V-XEC2","txes":25990,"fees":0}
{"height":14,"timestamp":"2018-12-09T05:19:19.624Z","harvester":"SCT6Y6-BMHHBM-JNA7LA-W6SYZX-ZSAUB5-K2EL7V-XEC2","txes":127507,"fees":0}
{"height":15,"timestamp":"2018-12-09T05:19:41.733Z","harvester":"SCT6Y6-BMHHBM-JNA7LA-W6SYZX-ZSAUB5-K2EL7V-XEC2","txes":43008,"fees":0}
{"height":16,"timestamp":"2018-12-09T05:20:05.772Z","harvester":"SCT6Y6-BMHHBM-JNA7LA-W6SYZX-ZSAUB5-K2EL7V-XEC2","txes":140779,"fees":0}
{"height":17,"timestamp":"2018-12-09T05:20:35.922Z","harvester":"SCT6Y6-BMHHBM-JNA7LA-W6SYZX-ZSAUB5-K2EL7V-XEC2","txes":125231,"fees":0}
{"height":18,"timestamp":"2018-12-09T05:20:47.040Z","harvester":"SCT6Y6-BMHHBM-JNA7LA-W6SYZX-ZSAUB5-K2EL7V-XEC2","txes":28053,"fees":0}
{"height":19,"timestamp":"2018-12-09T05:21:11.064Z","harvester":"SCT6Y6-BMHHBM-JNA7LA-W6SYZX-ZSAUB5-K2EL7V-XEC2","txes":30522,"fees":0}
{"height":20,"timestamp":"2018-12-09T05:21:35.092Z","harvester":"SCT6Y6-BMHHBM-JNA7LA-W6SYZX-ZSAUB5-K2EL7V-XEC2","txes":179782,"fees":0}
{"height":21,"timestamp":"2018-12-09T05:21:56.232Z","harvester":"SCT6Y6-BMHHBM-JNA7LA-W6SYZX-ZSAUB5-K2EL7V-XEC2","txes":18894,"fees":0}
{"height":22,"timestamp":"2018-12-09T05:22:14.254Z","harvester":"SCT6Y6-BMHHBM-JNA7LA-W6SYZX-ZSAUB5-K2EL7V-XEC2","txes":138686,"fees":0}
{"height":23,"timestamp":"2018-12-09T05:22:37.431Z","harvester":"SCT6Y6-BMHHBM-JNA7LA-W6SYZX-ZSAUB5-K2EL7V-XEC2","txes":30691,"fees":0}
{"height":24,"timestamp":"2018-12-09T05:22:51.469Z","harvester":"SCT6Y6-BMHHBM-JNA7LA-W6SYZX-ZSAUB5-K2EL7V-XEC2","txes":118690,"fees":0}
{"height":25,"timestamp":"2018-12-09T05:23:09.561Z","harvester":"SCT6Y6-BMHHBM-JNA7LA-W6SYZX-ZSAUB5-K2EL7V-XEC2","txes":16144,"fees":0}
{"height":26,"timestamp":"2018-12-09T05:23:17.595Z","harvester":"SCT6Y6-BMHHBM-JNA7LA-W6SYZX-ZSAUB5-K2EL7V-XEC2","txes":89018,"fees":0}
{"height":27,"timestamp":"2018-12-09T05:23:42.667Z","harvester":"SCT6Y6-BMHHBM-JNA7LA-W6SYZX-ZSAUB5-K2EL7V-XEC2","txes":100977,"fees":0}
{"height":28,"timestamp":"2018-12-09T05:24:00.747Z","harvester":"SCT6Y6-BMHHBM-JNA7LA-W6SYZX-ZSAUB5-K2EL7V-XEC2","txes":72699,"fees":0}
{"height":29,"timestamp":"2018-12-09T05:24:18.804Z","harvester":"SCT6Y6-BMHHBM-JNA7LA-W6SYZX-ZSAUB5-K2EL7V-XEC2","txes":72705,"fees":0}
{"height":30,"timestamp":"2018-12-09T05:24:39.881Z","harvester":"SCT6Y6-BMHHBM-JNA7LA-W6SYZX-ZSAUB5-K2EL7V-XEC2","txes":32319,"fees":0}
{"height":31,"timestamp":"2018-12-09T05:24:53.919Z","harvester":"SCT6Y6-BMHHBM-JNA7LA-W6SYZX-ZSAUB5-K2EL7V-XEC2","txes":111107,"fees":0}
{"height":32,"timestamp":"2018-12-09T05:25:16.017Z","harvester":"SCT6Y6-BMHHBM-JNA7LA-W6SYZX-ZSAUB5-K2EL7V-XEC2","txes":88856,"fees":0}
{"height":33,"timestamp":"2018-12-09T05:25:38.100Z","harvester":"SCT6Y6-BMHHBM-JNA7LA-W6SYZX-ZSAUB5-K2EL7V-XEC2","txes":19475,"fees":0}
{"height":34,"timestamp":"2018-12-09T05:25:57.128Z","harvester":"SCT6Y6-BMHHBM-JNA7LA-W6SYZX-ZSAUB5-K2EL7V-XEC2","txes":146135,"fees":0}
{"height":35,"timestamp":"2018-12-09T05:26:15.261Z","harvester":"SCT6Y6-BMHHBM-JNA7LA-W6SYZX-ZSAUB5-K2EL7V-XEC2","txes":24239,"fees":0}
{"height":36,"timestamp":"2018-12-09T05:26:34.284Z","harvester":"SCT6Y6-BMHHBM-JNA7LA-W6SYZX-ZSAUB5-K2EL7V-XEC2","txes":125204,"fees":0}
{"height":37,"timestamp":"2018-12-09T05:26:48.377Z","harvester":"SCT6Y6-BMHHBM-JNA7LA-W6SYZX-ZSAUB5-K2EL7V-XEC2","txes":44516,"fees":0}
{"height":38,"timestamp":"2018-12-09T05:27:04.442Z","harvester":"SCT6Y6-BMHHBM-JNA7LA-W6SYZX-ZSAUB5-K2EL7V-XEC2","txes":78799,"fees":0}
{"height":39,"timestamp":"2018-12-09T05:27:14.504Z","harvester":"SCT6Y6-BMHHBM-JNA7LA-W6SYZX-ZSAUB5-K2EL7V-XEC2","txes":14025,"fees":0}
{"height":40,"timestamp":"2018-12-09T05:27:38.517Z","harvester":"SCT6Y6-BMHHBM-JNA7LA-W6SYZX-ZSAUB5-K2EL7V-XEC2","txes":0,"fees":0}
{"height":41,"timestamp":"2018-12-09T05:27:59.520Z","harvester":"SCT6Y6-BMHHBM-JNA7LA-W6SYZX-ZSAUB5-K2EL7V-XEC2","txes":0,"fees":0}
{"height":42,"timestamp":"2018-12-09T05:28:17.522Z","harvester":"SCT6Y6-BMHHBM-JNA7LA-W6SYZX-ZSAUB5-K2EL7V-XEC2","txes":0,"fees":0}

• [sec]：ブロック生成にかかった時間
• [TXs]：ブロックに含まれるトランザクション数
• [tx/sec]：秒間トランザクション

Height	Timestamp	[sec]	[TXs]	[tx/sec]
1	2016-04-01T00:00:00.000Z		25	0000.00
2	2018-12-09T05:14:51.094Z	51	0	0000.00
3	2018-12-09T05:15:13.097Z	22	1	0000.05
4	2018-12-09T05:15:36.100Z	23	0	0000.00
5	2018-12-09T05:16:04.103Z	28	500	0017.86
6	2018-12-09T05:16:16.106Z	12	0	0000.00
7	2018-12-09T05:16:38.108Z	22	13146	0597.55
8	2018-12-09T05:17:06.123Z	28	113285	4045.89
9	2018-12-09T05:17:30.251Z	24	98982	4124.25
10	2018-12-09T05:17:56.340Z	26	105007	4038.73
11	2018-12-09T05:18:19.433Z	23	28303	1230.57
12	2018-12-09T05:18:41.470Z	22	153513	6977.86
13	2018-12-09T05:18:54.594Z	13	25990	1999.23
14	2018-12-09T05:19:19.624Z	25	127507	5100.28
15	2018-12-09T05:19:41.733Z	22	43008	1954.91
16	2018-12-09T05:20:05.772Z	24	140779	5865.79
17	2018-12-09T05:20:35.922Z	30	125231	4174.37
18	2018-12-09T05:20:47.040Z	12	28053	2337.75
19	2018-12-09T05:21:11.064Z	24	30522	1271.75
20	2018-12-09T05:21:35.092Z	24	179782	7490.92
21	2018-12-09T05:21:56.232Z	21	18894	0899.71
22	2018-12-09T05:22:14.254Z	18	138686	7704.78
23	2018-12-09T05:22:37.431Z	23	30691	1334.39
24	2018-12-09T05:22:51.469Z	14	118690	8477.86
25	2018-12-09T05:23:09.561Z	18	16144	0896.89
26	2018-12-09T05:23:17.595Z	8	89018	11127.25
27	2018-12-09T05:23:42.667Z	25	100977	4039.08
28	2018-12-09T05:24:00.747Z	18	72699	4038.83
29	2018-12-09T05:24:18.804Z	18	72705	4039.17
30	2018-12-09T05:24:39.881Z	21	32319	1539.00
31	2018-12-09T05:24:53.919Z	14	111107	7936.21
32	2018-12-09T05:25:16.017Z	23	88856	3863.30
33	2018-12-09T05:25:38.100Z	22	19475	0885.23
34	2018-12-09T05:25:57.128Z	19	146135	7691.32
35	2018-12-09T05:26:15.261Z	18	24239	1346.61
36	2018-12-09T05:26:34.284Z	19	125204	6589.68
37	2018-12-09T05:26:48.377Z	14	44516	3179.71
38	2018-12-09T05:27:04.442Z	16	78799	4924.94
39	2018-12-09T05:27:14.504Z	10	14025	1402.50
40	2018-12-09T05:27:38.517Z	24	0	0000.00
41	2018-12-09T05:27:59.520Z	21	0	0000.00
42	2018-12-09T05:28:17.522Z	18	0	0000.00

結果

平均して秒間 4040 トランザクション

（８～３８ブロックを計算に使用）（626秒で2,529,116TX）

見事、秒間4000トランザクションを達成することができました。

おねだん

それでは、そのマシンはおいくらなんでしょうか。

Azure VMの価格表です。

今回は、Azure VM F32s_v2を使いました。月間コストは、およそ17万円。

（コスト計算は詳しくないですが、これにデータ転送やディスク使用などのコストが載ってくると思います。）

この価格、安いでしょうか、高いでしょうか。

あなたはどう思いますか？

まとめ

この記事はプライベートチェーンの話です。

この記事はプライベートチェーンの話です。

この記事はプライベートチェーンの話です。

この記事はプライベートチェーンの話です。

この記事はプライベートチェーンの話です。

これで、自信をもって「プライベートでは秒間4000トランザクション出せます」と言い切ることができるようになりました。

今回は、チューニングを一切しませんでした。もっと工夫すれば、安いマシンで性能がでるかもしれません。