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以太坊区块链Java(EthereumJ)学习笔记:P2P Network

梁丘赞
2023-12-01

本文对EthereumJ的DevP2P相关的代码做一个简单的介绍。

DevP2P

以太坊定义了自己的DevP2P协议(https://github.com/ethereum/devp2p)实现以太坊网络内各节点之间的block同步。

 

以太坊的网络协议大致可以分为三个层次:

l  网络层(https://github.com/ethereum/devp2p/blob/master/rlpx.md),定义了如何在网络里发现相邻的node,如何进行node之间的安全握手,如何把上层协议消息放入传输Frame里去,以及如何进行消息的流控。

l  DEVP2P协议层(https://github.com/ethereum/wiki/wiki/%C3%90%CE%9EVp2p-Wire-Protocol),定义了建立以太坊node之间的P2P链接所需要的消息和消息交互的流程。

l  Ethereum协议层(https://github.com/ethereum/wiki/wiki/Ethereum-Wire-Protocol),定义了如何在以太坊node之间获得blockHeaders,Blocks,Transactions等信息的消息和消息交互的流程。

 

EthereumJ Net

EthereumJ使用UDP协议来进行以太坊网络node的发现,使用TCP协议来进行以太坊网络node之间的block消息交互。

 

EthereumJ使用netty的NIO类库来处理底层的TCP协议和UDP协议,自己实现了以太坊DEVP2P定义的协议。

 

EthereumJ进行以太坊node discovery的模块主要包括以下Class。

l  UDPListener,启动netty的UDPChannel,并在Channel的pipeline上加载PacketDecoder和MessageHandler来处理DEVP2P的消息。

 

l  NodeManager,是处理以太坊node discovery的主要class。它使用NodeHandler来处理以太坊node的状态转换。

 

在发现了网络上的其它nodeshou,EthereumJ主要使用以下Class来处理以太坊DEVP2P的消息。

l  EthereumChannelInitializer,扩展了netty的ChannelInitializer<NioSocketChannel>。为EthereumJ建立的client connection或者server connection创建EthereumJ自己的Channel,并对其进行初始化。

 

l  PeerClient,实现了以太坊node的client端的connection的管理。其它模块通过connect(),可以向已经被发现的以太坊node主动建立连接,然后发送消息。

 

l  PeerServer,实现了以太坊node的server端的connection的管理。ChannelManager通过start()启动配置的peep.listener端口,可以响应其它以太坊node建立连接的请求。

 

l  ChannelManager,管理和其它已经被发现的以太坊node建立的Channels。并且提供了sendNewBlock(Block)和sendTransaction(List<Transaction>, Channel)的函数,其它的模块可以调用向以太坊网络里发送blocks和transactions。

 

l  Channel,管理在以太坊node之间所建立的DEVP2P connection上,进行消息的传送,通过下面介绍的各种handler,来处理不同level的消息。

 

l  HandshakeHandler,处理DEVP2P的握手消息。HandshakeHandler扩展了netty的ByteToMessageDecoder,通过netty的回掉函数来处理各种消息。如,通过channelActive()来进行初始化,通过decode()来处理握手的消息。当DEV2P的握手交互结束后,通过调用Channel的publicRLPxHandshakeFinished()来加载P2pHandler。

 

l  P2pHandler,处理DEVP2P的协议消息。P2pHandler扩展了netty的SimpleChannelInboundHandler,netty通过回掉函数channelRead0()来触发P2pHandler处理各种消息。

 

EthHandler,用来处理DEVP2P的Etheureum协议。当收到对方的DEVP2P的HELLO消息后,Channel的activateEth()被用来启动Etheureum的消息处理。EthereumJ可以处理Eth62和Eth63这两个版本的Ethereum消息协议。
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