Geth介绍及如何运行以太坊节点

在本文中，我们将看看以太坊节点是什么，并探索最受欢迎的节点之一，称为Geth。

为了与区块链进行通信，我们必须使用区块链客户端。客户端是能够与其他客户建立p2p通信信道，签署和广播交易，挖掘，部署和与智能合约交互等的软件。客户端通常被称为节点。

以太坊节点必须遵循的功能的正式定义在以太坊黄皮书中定义。黄皮书定义了网络上节点所需的函数，挖掘算法，私钥/公钥ECDSA参数。它定义了使节点与以太坊客户端完全兼容的全部功能。

基于以太坊黄皮书，任何人都能够以他们认为合适的语言创建自己的以太坊节点实现。

这里可以看到完整的客户端列表。

迄今为止最受欢迎的客户是Geth和Parity。实现的不同之处主要在于选择的编程语言：Geth使用Golang，而Parity使用Rust。

由于Geth是目前最受欢迎的客户端实现，我们现在将重点关注它。

节点类型

当你加入以太坊网络时，你可以选择运行各种类型的节点。目前的选项是：

• light节点
• full节点
• Archive节点

Archive节点是full节点的特例，因此我们不会详细介绍它。我发现的节点类型的最佳摘要之一是在Stack Exchange上：

通常，我们可以将节点软件划分为两种类型：完整节点和轻（重量）节点。完整节点验证广播到网络上的块。也就是说，它们确保块中包含的交易（以及块本身）遵循以太坊规范中定义的规则。它们维护网络的当前状态（根据以太坊规范定义）。

不遵循规则的交易和块不用于确定以太坊网络的当前状态。例如，如果A尝试向B发送100以太，但A有0个ethers，并且一个块包含此交易，则完整节点将意识到这不遵循以太坊的规则并拒绝该块为无效。特别是，智能合约的执行是交易的一个例子。每当在交易中使用智能合约（例如，发送ERC-20代币）时，所有完整节点都必须运行所有指令以确保它们到达区块链的正确的，商定的下一状态。

到达同一个状态有多种方式。例如，如果A有101个以太，并且在一次交易中将其中的一百个给了B以支付1个以太的gas，那么最终结果将是如果A每次向B发送100个1以太的交易，每次交易支付0.01以太（无视谁收到交易费用）。要知道B现在是否允许发送100以太，就足以知道B的当前余额是多少。保留整个交易历史记录的完整节点称为完整归档节点。这些必须存在于网络上才能保持健康。

节点也可以选择丢弃旧数据；如果B想要向C发送100以太，那么如何获得以太并不重要，只要B的账号包含100以太。相反，轻节点不会验证每个块或交易，也可能没有当前区块链状态的副本。他们依靠完整的节点为他们提供缺失的细节（或者只是缺少特定的功能）。轻型节点的优势在于它们可以更快地启动和运行，可以在更多计算/内存受限的设备上运行，并且不会占用几乎同样多的存储空间。在缺点方面，其他节点存在信任因素（它根据客户端和概率方法/启发式方法而有所不同，可用于降低风险）。一些完整的客户端包括具有更快同步的功能（例如，Parity的warp sync）。

安装Geth

可以在此处找到Geth在各种平台（Windows，macOS，Linux）上的安装说明。该列表非常全面，并且保持最新，所以我不会在文章中介绍它。

运行Geth

为了启动Geth节点，你唯一需要做的就是转到终端窗口并运行geth。当你这样做时，你应该得到类似于这样的输出：

~ geth
INFO [06-03|11:03:13] Maximum peer count                       ETH=25 LES=0 total=25
INFO [06-03|11:03:13] Starting peer-to-peer node               instance=Geth/v1.8.10-stable/darwin-amd64/go1.10.2
INFO [06-03|11:03:13] Allocated cache and file handles         database=/Users/mjvr/Library/Ethereum/geth/chaindata cache=768 handles=128
INFO [06-03|11:03:13] Writing default main-net genesis block
INFO [06-03|11:03:14] Persisted trie from memory database      nodes=12356 size=2.34mB time=48.31016ms gcnodes=0 gcsize=0.00B gctime=0s livenodes=1 livesize=0.00B
INFO [06-03|11:03:14] Initialised chain configuration          config="{ChainID: 1 Homestead: 1150000 DAO: 1920000 DAOSupport: true EIP150: 2463000 EIP155: 2675000 EIP158: 2675000 Byzantium: 4370000 Constantinople:  Engine: ethash}"
INFO [06-03|11:03:14] Disk storage enabled for ethash caches   dir=/Users/mjvr/Library/Ethereum/geth/ethash count=3
INFO [06-03|11:03:14] Disk storage enabled for ethash DAGs     dir=/Users/mjvr/.ethash                      count=2
INFO [06-03|11:03:14] Initialising Ethereum protocol           versions="[63 62]" network=1
INFO [06-03|11:03:14] Loaded most recent local header          number=0 hash=d4e567…cb8fa3 td=17179869184
INFO [06-03|11:03:14] Loaded most recent local full block      number=0 hash=d4e567…cb8fa3 td=17179869184
INFO [06-03|11:03:14] Loaded most recent local fast block      number=0 hash=d4e567…cb8fa3 td=17179869184
INFO [06-03|11:03:14] Regenerated local transaction journal    transactions=0 accounts=0
INFO [06-03|11:03:14] Starting P2P networking
INFO [06-03|11:03:16] UDP listener up                          self=enode://a4cb08519bc2bceecb8ad421871c624d5212888653bbaee309fda960f3c87ca7aa9855ee14684d521836ae88ad1986b8ca944348e976760d2bd1247ed3ca7628@[::]:30303
INFO [06-03|11:03:16] RLPx listener up                         self=enode://a4cb08519bc2bceecb8ad421871c624d5212888653bbaee309fda960f3c87ca7aa9855ee14684d521836ae88ad1986b8ca944348e976760d2bd1247ed3ca7628@[::]:30303
INFO [06-03|11:03:16] IPC endpoint opened                      url=/Users/mjvr/Library/Ethereum/geth.ipc

在此之后，你应该看到定期出现新行，Geth说“导入新状态”或“导入新区块头”或“导入新收据”。状态，块头和交易是 Ethereum’s tree tries的一部分：必须下载它们才能使你的节点与以太坊区块链同步。

这个过程可能需要很长时间，因此你可以选择运行这样的轻型节点。

geth --light

Geth现在需要做的只是拉动最新的块头并依赖其他完整节点来通过使用merkle证明来验证交易。

访问Geth控制台

现在你已经创建了一个节点，你可以通过在终端中打开一个新选项卡并运行以下命令来访问它：

geth attach

这将把Geth控制台（一个用于与区块链通信的Javascript环境）连接到你的运行节点。这可以在完全客户端模式和轻模式下完成。

打开控制台后，键入以下内容：

web3.eth.blockNumber

你应该输出一个数字（例如5631487），表示以太坊网络的当前块号。

创建一个新帐户

要使用区块链，你需要拥有一个帐户。使用Geth，你可以通过在终端中运行以下命令来实现：

geth account new

完成后，它会询问你输入密码，以保护你的帐户。确保使用安全密码并安全存储。

运行geth account new时Geth所做的是更新Geth数据目录中的文件（Geth存储所有必要数据的目录，包括块和块头信息）。目录在每个平台的位置：

• macOS：~/Library/Ethereum
• Linux：~/.ethereum
• Windows：%APPDATA%\Ethereum

从其他客户端访问Geth

当你启动Geth时，客户端会自动在端口8545启动RPC服务器。你可以通过使用web3js或web3j等库连接到localhost:8545或使用curl或wget手动调用它来访问此端口上的RPC服务器及其方法。

要了解如何与正在运行的Geth实例（在启动你自己的区块链时是私有的，或在上面的说明中公开）的外部工具的连接，请参阅此文章。

结论

在这篇简短的介绍中，我们介绍了Geth，以太坊节点的类型及其目的。你现在可以运行自己的Geth节点，并使用第三方工具对其进行增强。在以后的文章中，我们将介绍运行专用网络（你自己的以太网区域链与Geth）以及更多内容。

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