最近,在比特币和比特币现金社区,甚至在更大的加密货币生态系统中对闪电网络(Lightning Network)产生的诸多混淆引起了我的注意。因此,我想跟到底分享我在严格的网络背景下对比特币、区块链以及闪电网络的观点。为了理解区块链与闪电网络是讲解运作的,我们应该从 Twitter 与 Reddit 充满硝烟的战场 (并没有产生好结果 )退一步,并回顾一下那些支持我们互联网的网络协议与系统。在理解了讲解通过计算机网络与互联网的运作解决比特币自身的扩展限制后,我相信你会受益匪浅。本文我主要介绍的三个协议分别是:以太网(Ethernet), IP和TCP。通过了解这些协议是讲解运作的,我们就可以更好地解答很多比特币以及所有区块链中有关扩展的问题。 简单介绍完,让我们开始吧。如今,计算机网络中最常见的两种数据传输(data transmission)的形式是广播(broadcast)和单播(unicast)。还有其他形式例如任播(anycast)和组播(multicast),但本文将不会涉及到。我们先来定义并理解这些数据传输的形式。广播指信息从网络中的一个点传送到所有其他点;一对所有的数据传输模式。
-图为广播数据模式-单播指信息从网络中的一个点传送到另一个点;一对一的数据传输模式。
-图为单播数据模式-基于对上面这些数据传输形式的理解,我们很快发现区块链交易就类似于广播的通信形式。当在比特币网络进行了一笔交易时,这笔交易信息就会被传送或广播到网络中所有 连接的节点。也就是说,在比特币网络中,所有节点都必须接收并记录下任何一笔存在或产生的交易。区块链交易的运作与传统的以太网集线器(ethernet hubs) 对数据传输的处理非常相似。过去,我们总是依赖于以太网集线器来进行计算机之间的数据传输。显然,我们发现以太网集线器本身的局限性导致它不能扩展。 旧时的以太网集线器严格支持广播传输,来自于一个接口(interface)或端口(port)的数据将会被广播并复制到网络的其他接口或端口。形象一点就是,想象在一个100人的网络中,如果你想发送给我一张1 MB大小的图片,那么这张1 MB大小的图片也会相应地需要复制次并广播至其他的所有 网络用户。在比特币网络中,我们也能观察到类似的现象,来自一个节点的数据(一次交易或一个区块)被广播并复制到其他所有的网络节点。如同旧时的传统以太网集线器,区块链在实现数据传输与通讯方面可以说是很差的媒介了。作为一名网络工程师,考虑扩展像比特币那样基于广播的链上交易的全球支付网络系统对我来说是不切实际的。即使到今天,我们网络工程师在跨越以太网和局域网 (LAN network)时都非常小心谨慎,更不用说扩展到全球范围了。全面地来看,也就是说如果我们通过像区块链和以太网集线器那样严格依靠于广播数据传输来重新设计互联网,我们等于是要把世界上的每个人、主机和设备都集中在同一个局域网段(LAN segemnt)或广播域( broadcast domain)中。那么互联网将会变成一个巨大的平面局域网, 所有 通信都将会被复制与广播到每一台设备。当您打开这篇文章阅读时,每一个 互联网的其他设备都会被迫下载这篇文章。换句话说,整个互联网就会戛然而止。在计算机网络中,应用最频繁的通信形式是依靠于单播数据传输,或点对点传输。互联网上大部分通信都是从一台计算机发送到另一台计算机,我们不再需要依赖于盲目的广播传输数据,希望接收者能够接收或看到数据。我们能够准确地将信息发送,路由并传递给我们一个或多个接收方。我们前面已经了解到在广播网络中发送1 MB大小的
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