区块链给互联网企业带来了巨大的变革，而其网络层的P2P网络的效率问题随之产生，因此，P2P网络的效率问题亟待解决。从实际的角度来看，目前大多数区块链企业的观念、技术手段都还停留在传统的互联网时代，许多公司对P2P网络、DHP网络等底层体系架构的认识仅仅停留在表面，却没有意识到P2P网络带来的根本改变。观念上的停滞，最直接的结果就是区块链网络层的传输速度迟缓，导致了一系列的网络问题。
Caduceus 为什么没有单独采用 P2P 和 Gossip 协议，而是采用了三层 P2P 网络体系架构？Caduceus 目标十万级持续性TPS 的实现框架是什么
本文将从Caduceus平台的大规模P2P网络传输技术的角度出发，围绕P2P网络中的、拓扑网络、超立方体、DHP网络，Gossip的底层技术原理，全方位阐述Caduceus P2P网络架构技术的三层体系架构。
目录：
一、IP体系结构
二、拓扑网络结构
三、超立方体架构
四、P2P网络架构及DHP网络
五、Caduceus网络架构的应用价值
一、IP体系结构
对于互联网体系而言，所有的互联网都是基于网络七层协议，它从低到高分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。其目的是为不同计算机互连提供一个共同的基础和标准框架，并为保持相关标准的一致性和兼容性提供共同的参考。
IP的三大主要作用
1.标识节点和链路
用唯一的IP地址标识每一个节点
用唯一的IP网络号标识每一个链路
2.寻址和转发
确定节点所在网络的位置，进而确定节点所在的位置
IP路由器选择适当的路径将IP包转发到目的节点
3.适应各种数据链路
根据链路的MTU对IP包进行分片和重组
为了通过实际的数据链路传递信息，须建立IP地址到数据链路层地址的映射
IP协议的主要作用包括:
1.标识节点和链路: IP为每个链路分配一个全局唯一的网络号和每个事务项中的个数 ，从而显著地减少后面迭代的计算量。
三、减少数据库扫描，降低对磁盘的1/0 访问。经过剪枝，要处理的候选集小了，更多的内容可以在内存中进行，而且由于DHP 算法在每趟扫描数据库的时候没有得到项目集，这样可以节省某些数据库扫描.把频繁项目集的确定推迟到后一趟中，从而减少对磁盘1/0 的访问。
DHP 算法减少了处理的候选集，是以附加一个Hash 表的计算和数据库表的存储空间为代价，换取执行时间的快速。
另一方面，从目前底层技术角度来看，没有一条公链能在广域网环境实测达到100k TPS，这是为什么呢？让我们来做几个最简单的算术计算:
无论是以太坊最常用的Token转帐交易，还是Solana的最小packet with payload，每笔交易都需要至少170字节，100k TPS所需网络带宽至少为：170Bytes*100k/s=17MB/s=136Mbps。这么大的数据量，而且它还需要广播到所有共识节点，这是不可想象的。如果使用通常的Gossip协议，节点发出的数据量至少是这个数据10倍以上，而且共识节点数量也多，广播所需网络数量也就越大。
可以对比下，BTC 15分钟1个块，区块大小是1MB，平均9.1kbps；以太坊最大区块大小由1.865MB增加为10MB，出块时间为15～12秒，边缘计算层负责分布式存储和边缘渲染。从而形成带宽为200Mbps、延迟不超过300ms的大规模跨洲际P2P网络；
简单来讲，就是Caduceus在网络通信层，一天的存储量能达到1.3T，同时作为边缘计算的入口，其快速构建成一个点对点的通信网络，且具备稳定、高效的存储功能。
最后总结：
Caduceus 目前采用了三层 P2P 网络架构：拓扑网络、超立方体和DHP网络结构。 拓扑网络结构负责洲际区域之间的通信，超立方体结构负责城域网节点之间的通信，DHP网络结构是共识存储节点、IPFS节点和边缘渲染节点的通信层。
例如一个10维超立方体可以容纳1024个节点，每个节点连接最近的9个节点，每个节点向所有节点广播消息，消息转发次数不超过1023，转发条数不超过9。因此，具有广播时间短、广播消息少的特点。这有利于为 caduceus 的区块链和边缘渲染系统建立一个高速、低延迟的 P2P 网络。
通过三层 P2P 网络架构，Caduceus构建的基础设施将影响到元宇宙的未来。其底层网络架构切实反映了元宇宙发展的原始原则，将作为所有Caduceus生态和开发者最终受益的价值基础。
从本质上讲，Caduceus不会像以前的传统企业那样按照固有认知解决新问题，而是专注于通过区块链技术，打造全新一代的网络效率解决方案。Caduceus未来将构建一个开放自由、互通互助的元宇宙生态，成为元宇宙的重要基础设施和入口。
