区块链应用技术 课件 第5章 P2P网络在区块链中的应用.pptx

;目录;什么是P2P;P2P网络的主要功能可以分为如下3种：

1、数据发布和传输

2、数据存储和检索

3、分布式数据处理;P2P网络技术架构;P2P网络集中式架构;P2P网络技术架构;P2P网络技术架构;四种拓扑结构的对比;;;P2P网络核心技术;分布式哈希表;如这个图所示，键为人名，值为buckets中的电话号码，bucket可以看作一个长度为16的数组。人名通过哈希函数转换为数字，数字作为buckets数组的下标。;分布式哈希表：存储的键值对数据并不仅仅存在于一台电脑中，而是分布在不同的节点（电脑）中。;Kademlia协议;1.如何衡量两个ID是否接近（Kademlia的距离衡量机制）;2.如何根据文件的哈希值得到文件存储位置信息（kademlia的路由机制）;Kademlia协议建立在上述K-桶之上，可以发起四种消息请求。

（1）PING：用来测试节点是否依然在线。

（2）STORE：在某个节点中存储一个键值对。

（3）FIND_NODE：消息请求的接受者将返回自己K桶中离请求的节点的ID最近的K个节点。

（4）FIND_VALUE：根据文件资源的KEY查找一个数据和FIND_NODE类似，如果请求接收着拥有KEY对应的文件资源则返回数据。;Gossip协议;（1）协议流程

节点A向节点K发送数据有三种方式：

1、push模式：

节点A将数据（key，version，value）推送给K，K更新version比自己新的数据。

2、pull模式：

节点A将数据（key，version）推送给K，K将本地version比A新的数据推送给A。

3、push/pull模式：

先采用push模式更新K，然后采用pull模式更新A。

;（2）Gossip缺陷

由于Gossip协议中，节点只会随机向少数几个节点发送消息，消息最终是通过多个轮次的散播而到达全网的，因此使用Gossip协议会造成不可避免的消息延迟。不适合用在对实时性要求较高的场景。

Gossip协议规定，节点会定期随机选择周围节点发送消息，而收到消息的节点也会重复该步骤，因此就不可避免地存在消息重复发送给同一节点的情况，造成了消息的冗余，同时也增加了收到消息的节点的处理压力。;;;什么是p2p网络？;P2p网络应用;1.文件交换;2.对等计算;3.协同工作;4.搜索引擎;5.流媒体;;;目录;为什么区块链会选择P2P作为网络基础;比特币P2P网络根据功能不同，各节点可能具有不同的分工。每个比特币节点都是路由、区块链数据库、挖矿、钱包服务的功能集合。一个全节点包括如图所示的四个功能：;下图描述了扩展比特币网络中常见的节点类型。;首先看一下P2P的整体技术点：;当一个新的网络节点启动后，为了能够参与协同运作，它必须至少发现一个其他网络中的节点并与之建立连接。比特币的网络拓扑结构不基于地理位置，因此可以随机的选择节点建立连接。;（1）利用种子节点：

比特币的客户端会维护一个列表，列表中记录了长期稳定运行的节点，这些节点也被称之为种子节点。在比特币里，可以通过“-dnsseed”选项来指定是否使用种子节点，该选项默认是开启的。;（2）节点引荐：将当前启动节点引荐给其他节点的方式。可以通过“-seednode”选项指定一个节点的ip，之后新节点将和该节点建立连接，将该节点作为DNS种子节点，在引荐信息形成之后断开与该节点的连接，并与新发现的节点连接。;节点A;当建立?个或多个连接后，新节点将?条包含IP地址的addr消息发送给其相邻节点。相邻节点再将此条addr消息依次转发给它们各?的相邻节点，从而保证新节点信息被多个节点所接收、保证连接更稳定。;