P2P網(wǎng)絡(luò)及節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)機(jī)制

1 分布式網(wǎng)絡(luò)介紹

1.1 Kad網(wǎng)介紹

1.2 Kad網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)距離

1.3 K桶

1.4 Kad通信協(xié)議

2 鄰居節(jié)點(diǎn)

2.1 NodeTable類主要成員

2.2 鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)方法

2.3 鄰居節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼八⑿聶C(jī)制。

1 分布式網(wǎng)絡(luò)介紹

以太坊底層分布式網(wǎng)絡(luò)即P2P網(wǎng)絡(luò)，使用了經(jīng)典的Kademlia網(wǎng)絡(luò)，簡稱kad。

1.1?Kad網(wǎng)介紹

Kademlia在2002年由美國紐約大學(xué)的PetarP.Manmounkov和DavidMazieres提出，是一種分布式散列表(DHT)技術(shù)，以異或運(yùn)算為距離度量基礎(chǔ)，已經(jīng)在BitTorrent、BitComet、Emule等軟件中得到應(yīng)用。

1.2 Kad網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)距離

以太坊網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)距離計(jì)算方法：

• Node1：節(jié)點(diǎn)1 NodeId
• Node2：節(jié)點(diǎn)2 NodeId

1.3 K桶

Kad的路由表是通過稱為K桶的數(shù)據(jù)構(gòu)造而成，K桶記錄了節(jié)點(diǎn)NodeId，distance，endpoint，ip等信息。以太坊K桶按照與target節(jié)點(diǎn)距離進(jìn)行排序，共256個K桶，每個K桶包含16個節(jié)點(diǎn)。

圖1.1

1.4 Kad通信協(xié)議

? 以太坊Kad網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)間通信基于UDP，主要由以下幾個命令構(gòu)成，若兩個節(jié)點(diǎn)間PING-PONG握手通過，則認(rèn)為相應(yīng)節(jié)點(diǎn)在線。

2 鄰居節(jié)點(diǎn)

2.1 NodeTable類主要成員

C++版本以太坊源碼中，NodeTable是以太坊 P2P網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵類，所有與鄰居節(jié)點(diǎn)相關(guān)的數(shù)據(jù)和方法均由NodeTable類實(shí)現(xiàn)。

2.2 鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)方法

? 鄰居節(jié)點(diǎn)是指加入到K桶，并通過PING-PONG握手的節(jié)點(diǎn)。

圖2.1

鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)流程說明：

• 系統(tǒng)第一次啟動隨機(jī)生成本機(jī)節(jié)點(diǎn)NodeId，記為LocalId,生成后將固定不變，本地節(jié)點(diǎn)記為local-eth。
• 系統(tǒng)讀取公共節(jié)點(diǎn)信息，ping-pong握手完成后，將其寫入K桶。
• 系統(tǒng)每隔7200ms刷新一次K桶。
• 刷新K桶流程如下：

• 隨機(jī)生成目標(biāo)節(jié)點(diǎn)Id，記為TargetId，從1開始記錄發(fā)現(xiàn)次數(shù)和刷新時間。

• 計(jì)算TargetId與LocalId的距離，記為Dlt

• K桶中節(jié)點(diǎn)的NodeId記為KadId，計(jì)算KadId與TargetId的距離，記為Dkt

• 找出K桶中Dlt大于Dkt的節(jié)點(diǎn)，記為k桶節(jié)點(diǎn)，向k桶節(jié)點(diǎn)發(fā)送FindNODE命令，FindNODE命令包含TargetId

• K桶節(jié)點(diǎn)收到FindNODE命令后，同樣執(zhí)行b-d的過程，將從K桶中找到的節(jié)點(diǎn)使用Neighbours命令發(fā)回給本機(jī)節(jié)點(diǎn)。

• 本機(jī)節(jié)點(diǎn)收到Neighbours后，將收到的節(jié)點(diǎn)寫入到K桶中。

• 若搜索次數(shù)不超過8次，刷新時間不超過600ms，則返回到b步驟循環(huán)執(zhí)行。

2.3 鄰居節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼八⑿聶C(jī)制。

圖2.2

1 TargetId為隨機(jī)生成的虛擬節(jié)點(diǎn)ID。

2 以太坊Kad網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)Kad網(wǎng)絡(luò)的區(qū)別：

1) 以太坊節(jié)點(diǎn)在發(fā)現(xiàn)鄰居節(jié)點(diǎn)的8次循環(huán)中，所查找的節(jié)點(diǎn)均在距離上向隨機(jī)生成的TargetId收斂。

2) 傳統(tǒng)Kad網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)時，在距離上向節(jié)點(diǎn)本身收斂。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的P2P网络及节点发现机制的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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