[比特币]比特币中的网络

比特币工作在应用层，它的底层是一个P2P网络。比特币的P2P网络是非常简单的，所有节点都是对等的，不会出现某些P2P网络中所谓的超级节点或者中心节点。

比特币网络的设计原则：simple, robust, but not efficient，即简单，健壮，而不是高效。每个节点都会维护一个邻居节点的集合。交易在网络中以flooding的方式进行传播。

每个节点都会维护一个交易池，存放未确认的交易。当节点第一次接收到某个消息时，它会把这个消息放入交易池中，并将消息发送个邻居节点；之后再收到这个消息的时候就不会再转发给邻居节点。这样可以避免交易在网络上无限制地传播下去。

进行交易转发的前提是该交易必须是合法的。比如A-->B 和 A-->C。这两个交易如果同时在网络上传播的话，根据节点在网络中的位置不同，每个节点收到的交易顺序也会不同。假如一个节点先收到第一个交易，验证合法后会保存交易到交易池中，并转发给邻居节点；再接收到第二个交易时会认为与前一个交易有冲突，属于非法交易，就不会再将它放入交易池中。

假如有节点接收到一个新发布的区块，其中包含了A-->B的交易，那个它会将本地交易池中A-->B的这笔交易删除。

要加入比特币网络，首先得知道至少一个种子节点，然后你要跟种子节点联系，它会告诉你它所知道的网络中其它节点。节点之间通过TCP通信，这样有利于穿透防火墙。当你离开时，不需要通知其它节点，关闭程序即可。其它节点在长时间收不到你的消息后会自动将你删除。

在比特币网络中，邻居节点的选择是随机，没有考虑底层的拓扑结构。这样的好处是增强了健壮性，但牺牲了效率。

新发布的区块，在网络上的传播有很多方式。每个节点除了要检查区块内容的合法性之外，还要检查它是不是在最长合法链上。

比特币系统采用的传播方式是非常耗带宽的，因此越大的区块，在网络上传播的速度越慢。比特币协议对区块的大小限制在1M字节大小。以1M字节大小计算，一个新生成的区块可能需要几十秒才能传播到网络的大部分节点上。这已经是很长时间了。

比特币网络的传播，属于尽力而为型，这意味着一个新的交易发布到比特币网络上，不一定所有的节点都能收到，由于网络延迟的原因，也不是所有的节点收到的顺序都一样，而且也不是所有的节点都会按照比特币协议进行转发。

---

声明：本作品采用署名-非商业性使用-相同方式共享 4.0 国际 (CC BY-NC-SA 4.0)进行许可，使用时请注明出处。

---