在学习EVM及EVM++概念及基础课程的时候，尝试用调动已有知识去尝试理解，突然想到了网络层级模型，所以有了以下这篇文章。区块链和Web3技术正在重新定义我们的数字世界。从去中心化金融到非同质化代币，这些技术正快速渗透到我们生活的各个方面。然而，要真正理解区块链和Web3的工作原理，需要我们深入探讨其底层技术。本文将通过将区块链和Web3与计算机网络的经典四层和七层模型相对比，揭开这些技术的神秘面纱。
OSI七层模型为我们提供了一个系统化的视角，帮助我们从底层硬件到顶层应用逐步解析区块链和Web3。1. 物理层（Physical Layer）在区块链的世界中，物理层包括所有的硬件设备，例如矿机、节点服务器和路由器。这些设备构成了整个区块链网络的基础设施。例如，比特币矿工使用高性能计算机进行挖矿，而这些计算机之间通过电缆或无线连接进行通信。2. 数据链路层（Data Link Layer）在数据链路层，我们可以看到节点之间的数据传输和链接管理。例如，libp2p是一个常用的点对点网络协议，它确保节点之间的数据可以可靠地传输和接收。同时，这一层还包括区块链网络中的数据包传输机制，确保每一个交易和区块都能顺利传播。3. 网络层（Network Layer）网络层主要负责节点的发现和路由。在区块链中，每一个节点都需要找到其他节点并建立连接，这样才能参与区块的验证和交易的广播。一个典型的例子是以太坊的Gossip协议，它确保每一个新生成的区块能够快速传播到整个网络中的每一个节点。4. 传输层（Transport Layer）传输层负责数据传输的可靠性。TCP和UDP是最常用的传输协议，确保数据在节点之间传输的完整性和可靠性。在区块链中，这一层还涉及数据的验证和确认，确保每一个交易和区块都是合法且未被篡改的。5. 会话层（Session Layer）会话层管理节点间的连接状态。在智能合约的执行过程中，这一层负责管理合约调用和交易的生命周期。例如，以太坊虚拟机（EVM）在执行智能合约时，需要保持与调用者的会话状态，确保合约执行的连续性和一致性。6. 表示层（Presentation Layer）表示层涉及数据的格式化和加密处理。在区块链中，交易数据和区块数据都需要按照特定的格式进行编码，并通过加密算法确保数据的安全性。以太坊的ABI（应用二进制接口）就是一个典型的例子，它标准化了智能合约的调用和数据交互方式。7. 应用层（Application Layer）应用层是用户直接交互的层面，包含了各种去中心化应用（DApps）和智能合约。这一层展示了区块链技术的最终成果，如数字钱包、去中心化交易所（DEX）等。用户通过这些应用，可以直接体验区块链和Web3带来的便利和创新。
TCP/IP四层模型更加简化，但同样能有效解析区块链和Web3的技术架构。1. 网络接口层（Network Interface Layer）网络接口层包括物理和数据链路协议，确保节点之间的基础连接和数据传输。在区块链中，点对点网络协议如libp2p也属于这一层，确保每一个节点都能参与网络的数据传输和共识过程。2. 网络层（Internet Layer）网络层负责节点的寻址和数据包路由。在区块链网络中，每一个节点都有一个唯一的地址，用于识别和通信。区块和交易的广播机制也在这一层实现，确保网络中的所有节点都能同步最新的数据。3. 传输层（Transport Layer）传输层通过TCP/UDP协议确保数据传输的可靠性。在区块链中，这一层还涉及数据的哈希验证和加密处理，确保每一个传输的数据包都是完整且未被篡改的。4. 应用层（Application Layer）应用层展示了区块链和Web3的各种去中心化应用和智能合约。用户通过这些应用可以直接参与区块链网络的各种活动，如交易、投票和合约执行。以太坊、比特币等区块链协议也是这一层的重要组成部分，定义了整个网络的运行规则和共识机制。
通过网络层级模型解析区块链和Web3技术，我们可以更系统地理解这些技术的各个层次和功能。无论是OSI七层模型还是TCP/IP四层模型，都为我们提供了一个结构化的视角，使我们能够更清晰地看到区块链和Web3的技术细节和实现原理。
