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節(jié)點發(fā)現(xiàn)

以太坊的節(jié)點發(fā)現(xiàn)協(xié)議使用的是KAD算法（kademlia）

1. 數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)
   它在一個數(shù)組里維護了256個bucket，每個bucket的數(shù)據(jù)下標即為其深度，每個bucket最多存儲16個節(jié)點，所以一個節(jié)點可存儲的節(jié)點數(shù)為256 * 16個節(jié)點
   這是在NodeTable中定義的

   
   
   image.png

2. 距離算法
   每個節(jié)點都有一個nodeId，這個nodeId是根據(jù)節(jié)點的地址經(jīng)過哈希算法并使用ECC加密之后，導(dǎo)出的一個512位的公鑰

final ECKey generatedNodeKey = ECKey.fromPrivate(sha3(addressOrEnode.getBytes()));


public byte[] getNodeId() {
        if (nodeId == null) {
            nodeId  = pubBytesWithoutFormat(this.pub);
        }
        return nodeId;
    }

兩個節(jié)點的距離就是兩個nodeId異或之后取最高位1所在的位置得來的，舉例說明：
假如節(jié)點A的nodeId為1011011（二進制表示），節(jié)點B的nodeId為1100110，那么二者的距離為6，距離越小那么存儲的bucket越淺，也就是越近，本節(jié)點就會選取最近的16個節(jié)點發(fā)起節(jié)點查詢請求

3. 消息類型

• ping 詢問節(jié)點是否存活
• pong ping的響應(yīng)
• findnode 節(jié)點查詢，向目標節(jié)點詢問附近節(jié)點列表
• neighbours findnode消息的響應(yīng)

節(jié)點發(fā)現(xiàn)實現(xiàn)

首先節(jié)點發(fā)現(xiàn)協(xié)議使用的Udp，入口是UDPListener，在這個類初始化的時候，它會讀取配置文件配置（peer.discovery.ip.list）的初始化的節(jié)點發(fā)現(xiàn)的IP列表，然后通過start方法啟動了3個任務(wù)：

1. 節(jié)點服務(wù)端監(jiān)聽任務(wù)
   使用netty綁定默認為30303的端口，消息的處理器是messageHandler，收到消息的時候會使用NodeManager的handleInbound方法處理各種上面提到的消息類型

while (!shutdown) {
    Bootstrap b = new Bootstrap();
    b.group(group)
            .channel(NioDatagramChannel.class)
            .handler(new ChannelInitializer<NioDatagramChannel>() {
                @Override
                public void initChannel(NioDatagramChannel ch)
                        throws Exception {
                    ch.pipeline().addLast(stats.udp);
                    ch.pipeline().addLast(new PacketDecoder());
                    MessageHandler messageHandler = new MessageHandler(ch, nodeManager);
                    nodeManager.setMessageSender(messageHandler);
                    ch.pipeline().addLast(messageHandler);
                }
            });

    channel = b.bind(address, port).sync().channel();

    channel.closeFuture().sync();
   ...省略
}

2. 節(jié)點發(fā)現(xiàn)任務(wù) 每30秒向臨近節(jié)點發(fā)送findnode消息

 discoverer.scheduleWithFixedDelay(
                new DiscoverTask(nodeManager),
                1, KademliaOptions.DISCOVER_CYCLE, TimeUnit.SECONDS);

3. 刷新任務(wù) 每7200毫秒刷新下臨近節(jié)點列表，其實也是發(fā)送findnode消息

refresher.scheduleWithFixedDelay(
                new RefreshTask(nodeManager),
                1, KademliaOptions.BUCKET_REFRESH, TimeUnit.MILLISECONDS);