点对点网络 P2P Network

P2P 网络

比特币网络使用简单的方法来执行对等节点的发现和节点间的通信。以下章节适用于全节点和SPV客户端，不同的是SPV通过布鲁姆过滤器(Bloom filters )执行块的发现。

对等节点发现

比特币的核心部分维护一个在启动时可以连接的对等节点列表。当一个完整的节点第一次启动时，它必须被自举(bootstrapped)到网络。这个过程如今在比特币的核心部分通过一个短名单上的DNS种子自动执行。选项-dnsseed可以被用来定义这种行为，默认的设置是1。DNS请求返回一个可连接的IP地址列表。比特币客户端从那里可以连接到整个比特币网络。

自举的另外一种方法是使用参数-seednode=<ip>。通过这个参数，用户可以预先定义连接到哪个服务器，并在建立对等节点列表之后断开连接。另外一个方法是在启动比特币核心时配置-connect=<ip>参数来选择连接到哪些对等节点（未被配置的IP将不会被连接）。添加对等节点的最后一种方法是通过参数-addnode=<ip>添加一个单独的节点到对等节点列表中。

自举过程完成后，节点向其对等节点发送一个包含其自身IP地址的addr消息。其对等的每个节点向它们自己的对等节点转发这个信息，以便进一步扩大连接池。

通过getpeerinfo命令可以查看某个节点所连接的对等节点及相关的数据。

连接到对等节点

节点通过发送version消息连接到一个对等节点。消息version 包含了节点的版本信息、块信息和距离远程节点的时间。一旦这个消息被对等节点收到，它必须回复一个verack。如果它愿意建立对等关系，它将发送自己的version消息。

一旦建立对等关系，节点可以向远程节点发送getaddr和addr消息来获得其它的对等节点信息。为了维持与对等节点的连接，节点默认情况下每30分钟内会给对等节点至少发送一次信息。如果超过90分钟没有收到回复，节点会认为连接已经断开。

块广播

在与对等节点建立连接后，双方互发包含最新块哈希值的getblocks消息。如果某个节点坚信其拥有最新的块信息或者有更长的链，它将发送一个inv消息，其中包含至多500个最新块的哈希值，以此来表明它的链更长。收到的节点使用getdata来请求块的详细信息，而远程的节点通过命令block来发送这些信息。在500个块的信息被处理完之后，节点可以通过getblocks请求更多的块信息。这些块在被接收节点认证之后得到确认。

新块的确认也可通过矿工挖到并发布的块来发现。其扩散过程和上述类似。通过之前的连接，新块以inv消息发布出去，而接收节点可以通过getdata请求这些块的详细信息。

交易的广播

和对等节点的交易通过inv消息来实现。如果收到了getdata信息，那么交易通过发送tx实现。对等节点收到有效的交易的信息后会通过类似的方式将其扩散。如果交易的信息在一段时间内没有被放进块中，那么交易将被从内存池中清除，而原节点将重新发送交易信息。

行为不端的节点

对于所有的广播，那些行为不端的节点（占用带宽和通过发布错误信息来浪费计算资源）将收到惩罚。如果一个节点惩罚分数超过门限值-banscore=<n>，它将被禁止加入网络若干秒。这个时间由参数-bantime=<n>定义，默认值是86400秒，即24小时。

警告

为了应对可能出现的bug和攻击，比特币开发者提供了比特币警告服务RSS。比特币用户通过命令getinfo可以查看针对其特定客户端版本的错误信息。

这些信息通过allert消息尽可能多扩散出去给每一个连接的对等节点。

错误信息采用特定的ECDSA私有密钥签名，只被极少数的开发者控制。

补充资源：如果你想了解各种消息的详细结构和所有的消息类别，可以参考比特币Wiki上的协议说明。