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以太坊源碼分析--p2p節點發現

節點發現功能主要涉及 Server \ Table \ udp 這幾個數據結構，它們有獨自的事件響應循環，節點發現功能便是它們互相協作完成的。其中，每個以太坊客戶端啟動后都會在本地運行一個 Server ，并將網絡拓撲中相鄰的節點視為 Node ，而 Table 是 Node 的容器， udp 則是負責維持底層的連接。下面重點描述它們中重要的字段和事件循環處理的關鍵部分。

PrivateKey - 本節點的私鑰，用于與其他節點建立時的握手協商

Proto買粉絲ls - 支持的所有上層協議

StaticNodes - 預設的靜態 Peer ，節點啟動時會首先去向它們發起連接，建立鄰居關系

newTransport - 下層傳輸層實現，定義握手過程中的數據加密解密方式，默認的傳輸層實現是用 newRLPX() 創建的 rlpx ，這不是本文的重點

ntab - 典型實現是 Table ，所有 peer 以 Node 的形式存放在 Table

ourHandshake - 與其他節點建立連接時的握手信息，包含本地節點的版本號以及支持的上層協議

addpeer － 連接握手完成后，連接過程通過這個通道通知 Server

Server 的監聽循環，啟動底層監聽socket，當收到連接請求時，Accept后調用 setupConn() 開始連接建立過程

Server的主要事件處理和功能實現循環

Node 唯一表示網絡上的一個節點

IP - IP地址

UDP/TCP - 連接使用的UDP/TCP端口號

ID - 以太坊網絡中唯一標識一個節點，本質上是一個橢圓曲線公鑰(PublicKey)，與 Server 的 PrivateKey 對應。一個節點的IP地址不一定是固定的，但ID是唯一的。

sha - 用于節點間的距離計算

Table 主要用來管理與本節點與其他節點的連接的建立\更新\刪除

bucket - 所有 peer 按與本節點的距離遠近放在不同的桶(bucket)中，詳見之后的 節點維護

refreshReq - 更新 Table 請求通道

Table 的主要事件循環，主要負責控制 refresh 和 revalidate 過程。

refresh.C - 定時(30s)啟動Peer刷新過程的定時器

refreshReq - 接收其他線程投遞到 Table 的 刷新Peer連接 的通知，當收到該通知時啟動更新，詳見之后的 更新鄰居關系

revalidate.C - 定時重新檢查以連接節點的有效性的定時器，詳見之后的 探活檢測

udp 負責節點間通信的底層消息控制，是 Table 運行的 Kademlia 協議的底層組件

買粉絲nn - 底層監聽端口的連接

addpending － udp 用來接收 pending 的channel。使用場景為：當我們向其他節點發送數據包后(packet)后可能會期待收到它的回復，pending用來記錄一次這種還沒有到來的回復。舉個例子，當我們發送ping包時，總是期待對方回復pong包。這時就可以將構造一個pending結構，其中包含期待接收的pong包的信息以及對應的callback函數，將這個pengding投遞到udp的這個channel。 udp 在收到匹配的pong后，執行預設的callback。

gotreply - udp 用來接收其他節點回復的通道，配合上面的addpending，收到回復后，遍歷已有的pending鏈表，看是否有匹配的pending。

Table - 和 Server 中的ntab是同一個 Table

udp 的處理循環，負責控制消息的向上遞交和收發控制

udp 的底層接受數據包循環，負責接收其他節點的 packet

以太坊使用 Kademlia 分布式路由存儲協議來進行網絡拓撲維護，了解該協議建議先閱讀 易懂分布式 。更權威的資料可以查看 wiki 。總的來說該協議：

源碼中由 Table 結構保存所有 bucket ， bucket 結構如下

節點可以在 entries 和 replacements 互相轉化，一個 entries 節點如果 Validate 失敗，那么它會被原本將一個原本在 replacements 數組的節點替換。

有效性檢測就是利用 ping 消息進行探活操作。 Table.loop() 啟動了一個定時器（0~10s），定期隨機選擇一個bucket，向其 entries 中末尾的節點發送 ping 消息，如果對方回應了 pong ，則探活成功。

Table.loop() 會定期（定時器超時）或不定期（收到refreshReq）地進行更新鄰居關系（發現新鄰居），兩者都調用 doRefresh() 方法，該方法對在網絡上查找離自身和三個隨機節點最近的若干個節點。

Table 的 lookup() 方法用來實現節點查找目標節點，它的實現就是 Kademlia 協議，通過節點間的接力，一步一步接近目標。

當一個節點啟動后，它會首先向配置的靜態節點發起連接，發起連接的過程稱為 Dial ，源碼中通過創建 dialTask 跟蹤這個過程

dialTask表示一次向其他節點主動發起連接的任務

在 Server 啟動時，會調用 newDialState() 根據預配置的 StaticNodes 初始化一批 dialTask ， 并在 Server.run() 方法中，啟動這些這些任務。

Dial 過程需要知道目標節點( dest )的IP地址，如果不知道的話，就要先使用 re買粉絲lve() 解析出目標的IP地址，怎么解析？就是先要用借助 Kademlia 協議在網絡中查找目標節點。

當得到目標節點的IP后，下一步便是建立連接，這是通過 dialTask.dial() 建立連接

連接建立的握手過程分為兩個階段，在在 SetupConn() 中實現

第一階段為 ECDH密鑰建立 ：

第二階段為協議握手,互相交換支持的上層協議

如果兩次握手都通過，dialTask將向 Server 的 addpeer 通道發送 peer 的信息

java swing左邊樹圖，當點擊任意節點時，右邊顯示顯示數據， 求一個簡單的源碼例子

import java.awt.BorderLayout;

import java.awt.Container;

import java.awt.Dimension;

import javax.swing.JFrame;

import javax.swing.JLabel;

import javax.swing.JPanel;

import javax.swing.JTree;

import javax.swing.event.TreeSelectionEvent;

import javax.swing.event.TreeSelectionListener;

import javax.swing.tree.DefaultMutableTreeNode;

public class TestSwingTree extends JFrame {

private JPanel p;

public TestSwingTree(String title){

super(title);

}

public void init(){

Container c = this.getContentPane();

DefaultMutableTreeNode root = new DefaultMutableTreeNode("root");

DefaultMutableTreeNode child1 = new DefaultMutableTreeNode("child1");

DefaultMutableTreeNode child11 = new DefaultMutableTreeNode("child11");

DefaultMutableTreeNode child12 = new DefaultMutableTreeNode("child12");

DefaultMutableTreeNode child2 = new DefaultMutableTreeNode("child2");

DefaultMutableTreeNode child3 = new DefaultMutableTreeNode("child3");

DefaultMutableTreeNode child31 = new DefaultMutableTreeNode("child31");

root.add(child1);

root.add(child2);

root.add(child3);

child1.add(child11);

child1.add(child12);