以太坊源码分析（四 节点发现）

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节点发现

以太坊的节点发现协议使用的是KAD算法（kademlia）

1. 数据存储结构
   它在一个数组里维护了256个bucket，每个bucket的数据下标即为其深度，每个bucket最多存储16个节点，所以一个节点可存储的节点数为256 * 16个节点
   这是在NodeTable中定义的

   
   
   

   image.png

2. 距离算法
   每个节点都有一个nodeId，这个nodeId是根据节点的地址经过哈希算法并使用ECC加密之后，导出的一个512位的公钥

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


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

两个节点的距离就是两个nodeId异或之后取最高位1所在的位置得来的，举例说明：
假如节点A的nodeId为1011011（二进制表示），节点B的nodeId为1100110，那么二者的距离为6，距离越小那么存储的bucket越浅，也就是越近，本节点就会选取最近的16个节点发起节点查询请求

3. 消息类型

• ping 询问节点是否存活
• pong ping的响应
• findnode 节点查询，向目标节点询问附近节点列表
• neighbours findnode消息的响应

节点发现实现

首先节点发现协议使用的Udp，入口是UDPListener，在这个类初始化的时候，它会读取配置文件配置（peer.discovery.ip.list）的初始化的节点发现的IP列表，然后通过start方法启动了3个任务：

1. 节点服务端监听任务
   使用netty绑定默认为30303的端口，消息的处理器是messageHandler，收到消息的时候会使用NodeManager的handleInbound方法处理各种上面提到的消息类型

while (!shutdown) {
    Bootstrap b = new Bootstrap();
    b.group(group)
            .channel(NioDatagramChannel.class)
            .handler(new ChannelInitializer() {
                @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. 节点发现任务 每30秒向临近节点发送findnode消息

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

3. 刷新任务 每7200毫秒刷新下临近节点列表，其实也是发送findnode消息

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