最近举行的第90期核心开发者会议几乎全程都在讨论一个问题。我强烈建议大家亲自听一下这场会议。
在这场会议上，Alexey提出了客户端开发者负荷过重的问题。虽然我认为这场讨论是一个重要的开始，但是我们太急于寻求解决方案了，充分理解这个问题才是当务之急。重要的是，我们需要花点时间来分析问题。在问题内涵的分析上，“五问法”是最简单有效的方法之一。
事不宜迟，先来看看第一问是什么。
第一问：为什么Geth开发团队的压力如此之大，甚至到了超负荷的地步？
通过etherscan，我们可以看到各个客户端的装机量所占份额的统计数据如下所示：
Geth:75%
Parity&OpenEthereum:20%
Nethermind:1%
剩下4%由一些市场份额不到1%的客户端组成，因此忽略不计。
重要的是，有超过51%的算力都集中在Geth客户端上。假设在即将到来的柏林硬分叉中，Geth在实现其中一个EIP时出现了bug。即使这个客户端的其它实现都没出bug，只要有区块碰上了这个bug，就会导致以太坊网络分叉。按理来说，这个区块是无效的，其他客户端也会将其视为无效块。但是，有超过51%的挖矿节点都运行的Geth客户端，因此整个网络都会被带到错误的分叉链上去。
观点：开发人员对以太坊L2解决方案Arbitrum和Optimism的兴趣显着增加:金色财经报道，专家指出，开发人员对以太坊L2解决方案Arbitrum和Optimism的兴趣显着增加。Arbitrum的份额从0.9%跃升至4.5%，Optimism的份额从1.2%跃升至1.5%。Fantom生态系统开始扮演不那么突出的角色。该网络已验证智能合约数量占总指标的比例从3.3%下降至1.4%。行业层面，Polygon和Avalanche区块链正在发展，市场份额分别在10-12%和2.2-2.7%区间波动。[2023/8/4 16:18:45]
这就要求Geth客户端和开发团队绝对不能犯错。
因此，第一问的答案是：
因为以太坊网络的客户端缺乏足够的多样性。
值得一提的是，客户端多样化不会突然将客户端开发变成一项轻松的工作。但客户端多样性本身依然是一个值得探索的领域，有助于我们找到提高客户端开发的效益，同时减轻开发团队负担的方法。不可否认的一点是，只在Geth团队上下功夫不太可能解决这个问题。
观点：供应链是区块链的杀手级使用案例，在各个行业都很有潜力:近日，普华永道欧洲区块链社区负责人Husen Kapasi在接受采访时表示：“区块链世界主要分为两类：加密和企业区块链——企业区块链是我关注了三年的重点。在过去，我参与过各种数字转型项目，这也成为我来到区块链领域的契机。驱动我的是区块链的潜力，我关注的重点是区块链和供应链的结合。”对于Kapasi来说，区块链技术是新兴技术和未来技术的基础。他表示：“去中心化层有可能带来巨大的变化。互联网提供了获取信息的途径，区块链带来了信息的价值。这是改变许多功能、企业和社会的下一条道路。这仅仅是个开始。我很期待未来十年我们会有什么收获。”
此外他还称：“供应链是区块链的杀手级使用案例，在各个行业都有潜力。这也可能影响到贸易融资和供应链IT业务。也许在不久的将来，在你购买产品之前，你可以通过区块链上的信息，在亚马逊上看到产品供应链的所有相关步骤。”然而，Kapasi也承认，区块链不是万能解决方案：“区块链并不能解决供应链的所有问题。关键还在于我们如何将区块链与人工智能或分析等其他技术结合起来。公司如何利用区块链取决于确定它要解决的确切问题。”（BeInCrypto）[2021/7/26 1:14:57]
第二问：为什么以太坊网络缺乏客户端多样性？
观点：特斯拉购买比特币是BTC大规模普及的先兆:美国共同基金经理、特斯拉主要股东之一Ronald Stephen Baron表示，特斯拉最近购买比特币对他来说并不意外，“我敢肯定，特斯拉收购比特币的过程经过了很多思考，我期待了解其中的原理。”Baron还指出，这些大型机构投资者的举动显然是比特币大规模普及的先兆。（CryptoPotato）[2021/2/9 19:21:09]
以太坊主网上线时，我们有多个客户端。其中最主要的两个是Geth和CPPEthereum。之后又出现了Parity，CPPEthereum被淘汰。
从那时起，除了Parity之外，没有一个客户端能获得较大的市场份额。去年，Nethermind异军突起，成为了一颗冉冉上升的新星，但是目前只占据了1%的市场份额。最近，由于Parity遭遇了一些波折，前途一片黯淡，Parity的市场份额大幅下降。我们认为，在理想情况下，以太坊网络需要有3个及以上的客户端、每个客户端占有的客户端份额都不至于太高、没有任何一个客户端能占据远远超过51%市场份额。虽然在理想情况下应该实现客户端多元化，但是我们已经习惯了客户端霸权的局面。
观点：比特币和DeFi将同步增长:Volt Capital投资者、DeFi支持者Imran Khan称，“比特币和DeFi将同步增长，我预计宏观变化将有力推动比特币的飞轮，DeFi是一个次飞轮。加密货币行业的这两个部门服务于两个不同的‘老板’：比特币是为了篡夺货币主权而建立的，而DeFi则是为了篡夺传统银行业。”（Cryptoslate）[2020/7/22]
那么，我们为什么需要多个客户端？
从我个人的经验角度来看，构建以太坊客户端难比登天。Geth之所以能在以太坊网络上稳定运行，是因为它引入了很多复杂的优化。Geth团队花费了数年时间才达到了如此高的复杂度，目前仍在继续优化中。
有人可能会立即建议我们想办法为落后的客户端提供支持和帮助。我很警惕这种“人月神话”式的解决方案——在软件开发过程中，让更多工程师来解决一个难题很少会成功，而且我不指望这种方案会取得成功。
相反，我认为应该将关注点放在复杂性上。
声音 | 观点：欧盟新规AMLD5有助于加密主流采用:2018年7月，欧盟第五项反指令（AMLD5）正式签署成为法律，并于2020年1月10日生效。该法律将所有虚拟资产及其提供者归类为“有义务实体”。《福布斯》撰稿人Pawel Kuskowski表示，这使得加密行业与银行、支付处理商、游戏和相关服务属于同一法律类别。AMLD5为加密空间提供了进一步的支持。从现在开始，银行不能在没有正当理由的情况下，简单地停止向加密货币相关的支付处理程序或公司提供服务。正因为如此，数百万人可以购买数字资产，而不必担心受到银行的警告。该法规还澄清了加密公司在2019年金融行动特别工作组（FATF）制定的新“反”标准中存在的一些问题。另外，欧盟积极探索加密货币和区块链已经有一段时间了。据BeInCrypto报道，欧盟已经举办了几次研讨会，并成立了几个委员会来探索区块链的潜力。（FXStreet）[2020/2/25]
注：人月神话，mythicalman-month，指出以大量人员和较短的时间，并不能缩短软件的开发进度。一窝蜂的作业方式无助于软件生产，且会制造麻烦，产生出更差的软件。向进度落后的项目追加人力，只会使进度更加落后。
第三问：为什么构建以太坊客户端会这么难？
现在，我们正越来越接近问题的根源。
事实证明，大部分困难都来自于组网协议，即以太坊客户端软件用于相互连接并分享区块链信息的那一组工具。以太坊的组网规则，最终影响甚至决定了以太坊客户端的设计和要求。
一些组网工具指定了未经优化的架构，甚至要求以太坊客户端运行不必要的功能。客户端开发者需要在这些限制下工作。
第四问：为什么网络互联协议提高了客户端实现的难度？
我相信，这个问题的答案基本上可以分为两个部分。
状态管理
整体网络互联要求
就状态管理而言，以太坊客户端必需能够同步网络上的完整状态，并维护该状态的本地副本。这两点都很难做到。对客户端以及读取并处理状态要求的服务器来说，同步状态需要提出数百万个请求，并且会导致磁盘I/O饱和。新同步的状态需要经过维护和删减，以便数据库能足够快地执行新区块。从工程上来说，这是一项严峻挑战！
GetNodeData是我们用来同步状态的唯一网络互联工具，针对特定的状态数据库格式进行了优化。由?TurboGeth?推广的“扁平式”数据库布局在状态维护方面具有极大的性能优势，但是使用这种布局会加大?GetNodeData?请求的处理难度。
一旦我们将注意力转向网络技术，尤其是DevP2P?ETH?协议，我们会发现还有其他因素提高了客户端的复杂性。要想加入这个网络，客户端需要具备以下能力：
处理访问最近区块所生成的状态的?GetNodeData?请求；
处理访问链上数据历史记录的请求，包括区块头、区块体和收据。
从根本上来说，对于许多客户端操作而言，处理这些请求所需的基础数据不是必需的，但是现在却强制它们支持这些功能。这就需要所有客户端在除了满足自己本身的需求之外，还要另外构建大量功能。例如，主要作为交易发送网关的客户端并不需要历史链上数据，可能只需要一个很小的状态子集。但是，就当前的以太坊版本而言，客户端依然需要保存完整的副本。
第五问：为什么……
看来我只问了四个“为什么”就找到了根本原因。以太坊协议还没有完全成熟。在设计以太坊协议时，我们并没有意识到现如今发现的大多数问题，或者因为当时状态规模较小、发展历史较短，这些问题还不成问题。
解决方案
过去一整年，我都在关注这个问题。令我震惊的是，以太坊上许多问题的根源其实都可以追溯到网络层。
或许最明显的例子是，磁盘I/O历来都是客户端的一个瓶颈。这个瓶颈之所以存在，是因为客户端倾向于使用树结构的朴素表示来执行其状态数据库。状态数据库的构建方式由?GetNodeData?网络元件决定。
为了解决这个问题，我们需要对以太坊共识层以及网络层的各个部分进行检修。目前，检修工作已经启动。大量工作已经在Alexey和我共同领导了8个月的“无状态以太坊”名义下开展。我们所做的一些工作至少减轻了Geth团队的负担，因为他们用上自己开发了经年之久的SNAP同步协议。还有一部分工作需要深入理解这个问题并想到可行方案的才俊来承担。
目前，这样一个庞大的DevP2P?ETH?协议尚未完全解构。我们对于如何将这个网络拆分成三个独立的专用网络有了基础了解，但是目前还没有人直接着手这块。
另外，还有像?re-genesis?之类的想法，提供了完全回避这些问题的机制。这是一种激进的方法，如果能成功的话，或将为我们带来很大的优势。
首先，我们应该清楚的是，以太坊网络还有许多艰巨的任务需要完成，只有少数人能够胜任这些任务。虽然每天都有越来越多的开发者参与进来，但是他们需要投入时间和精力来学习必备技能。客户端开发者在专注于解决日常用户看不到的底层问题时，还要抽出时间来开发新的EVM功能。
如果我们希望以太坊网络能够取得长远的成功，我认为整个社区都要就解决这些问题展开合作，给予其根本原因足够的关注和讨论。最重要的是，我们要携手打造出有效的技术解决方案。
原文链接:?https://snakecharmers.ethereum.org/applying-the-five-whys-to-the-client-diversity-problem/作者:?PiperMerriam翻译&校对:?闵敏&阿剑
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