以太坊是一个由数万个节点组成的全球 P2P 网络。节点如何找到彼此？消息如何在全网传播？执行层和共识层为什么使用两套不同的网络协议栈？本文深入以太坊的网络层。

一、以太坊的双层网络架构

以太坊 Merge 后，网络层分为两个独立的 P2P 网络：

┌───────────────────────────────────────────────┐
│           共识层（Beacon Chain）               │
│           使用 libp2p 协议栈                   │
│  节点发现: discv5  消息传播: GossipSub          │
├───────────────────────────────────────────────┤
│           执行层（EL）                          │
│           使用 devp2p 协议栈                   │
│  节点发现: discv4  消息传播: RLPx Wire Protocol │
└───────────────────────────────────────────────┘
         ↑
    两层通过本地 Engine API 通信（非 P2P）

两层使用不同协议栈有历史原因：执行层的 devp2p 是以太坊早期自研的；共识层在设计时（2019-2020）选择了更成熟通用的 libp2p。

二、节点发现：如何找到第一个邻居

2.1 引导节点（Bootnodes）

节点第一次启动时，没有任何已知对等节点。以太坊客户端内置了一批引导节点地址（bootnodes），作为进入网络的"门"：

// go-ethereum 内置引导节点（部分）
var MainnetBootnodes = []string{
    "enode://d860a01f9722d78051619d1e2351aba3f43f943f6f00718d1b9baa4101932a1f5011f16bb2b1bb35db20d6fe28fa0bf09636d26a87d31de9ec6203eeedb1f666@18.138.108.67:30303",
    ...
}

通过引导节点进入网络后，节点使用 Kademlia DHT 发现更多节点。

2.2 Kademlia DHT

Kademlia 是一种分布式哈希表（DHT）算法，每个节点有一个随机的 Node ID（256 位），节点间的"距离"用 XOR 度量：

distance(A, B) = A.NodeID XOR B.NodeID

XOR 距离的特性：

• 对称性：distance(A, B) = distance(B, A)
• 三角不等式：distance(A, C) ≤ distance(A, B) XOR distance(B, C)
• 单调性：越多的高位相同，距离越近

每个节点维护一张 路由表（k-bucket）：