以太坊同步逻辑概述

• P2P网络
• 通信协议
• 同步模式
• 同步建立
• 同步业务
• 同步逻辑

P2P网络#

P2P(peer-to-peer)架构的特点在于：其网络中的个体在地位和功能上是平等的，它们都能同时既消耗资源又提供资源。

通信协议#

从TCP/IP协议族分层的角度来说，P2P网络中实际的数据交换，依然是网络层用IP协议，传输层用TCP协议。
此处所说的协议应算作应用层协议。即以太坊结点(node)之间通信应该遵循的通信协议。
所谓协议，其实就是通信所支持的数据交换类型。

目前以太坊主要遵循以下消息类型（eth/62, eth/63）

eth/62 协议：
StatusMsg          = 0x00
NewBlockHashesMsg  = 0x01
TxMsg              = 0x02
GetBlockHeadersMsg = 0x03
BlockHeadersMsg    = 0x04
GetBlockBodiesMsg  = 0x05
BlockBodiesMsg     = 0x06
NewBlockMsg        = 0x07

eth/63 协议：
GetNodeDataMsg = 0x0d
NodeDataMsg    = 0x0e
GetReceiptsMsg = 0x0f
ReceiptsMsg    = 0x10

同步模式#

Fast模式: 同步区块头，区块体，以及状态数据
Full模式：同步区块头，区块体，并通过重放交易生成收据和状态数据
Light模式: 只同步区块头，其他数据需要时通过网络请求获取

同步建立#

握手：发送己方状态给远端，远端读取状态，通过对比创世块，网络ID，协议版本，一致方可继续通信。

同步业务#

• 广播新出现的交易
  txBroadcastLoop()会在txCh通道的收端持续等待，一旦接收到有关新交易的事件，会立即调用BroadcastTx()函数广播给那些尚无该交易对象的相邻个体。

• 广播新挖出的区块
  minedBroadcastLoop()持续等待本个体的新挖出区块事件，然后立即广播给需要的相邻个体。
  当不再订阅新挖出区块事件时，这个函数才会结束等待并返回。
  在收到新挖出区块事件后，minedBroadcastLoop()会连续调用两次BroadcastBlock()。
  两次调用仅仅一个bool型参数propagate不一样，
  当该参数为true时，会将整个新区块依次发给相邻区块中的一小部分；
  而当其为false时，仅仅将新区块的Hash值和Number发送给所有相邻列表。

• 定时与相邻个体进行区块全链的强制同步
  syncer()首先启动fetcher，然后进入一个无限循环。
  每次循环中都会向“最优”的peer作一次区块全链同步。
  所谓”最优”指的是peer中所维护区块链的TotalDifficulty(td)最高。
  同步发起分两种情况：

  1. 如果有新peer到达，则在peer列表数目大于5时，发起同步；
  2. 如果没有新peer到达，则以10s为间隔定时发起同步。

• 将pending交易同步给新加入的peer
  txsyncLoop()主体也是一个无限循环。
  每当有新peer加入时，向其广播所有的pending交易。
  为了减缓带宽压力，将要广播的交易拆分成小的数据包(<=100k)进行发送。

同步逻辑#

只有在远端拥有更大的整体难度(td)时才从此远端同步。通过downloader.synchronise()完成。
首先，获取远端最新区块头信息;
然后，找出共同的祖先从而确定同步范围;
最后，调用spawnSync()并发完成一组数据(块头，块体，收据，状态)的获取和存储。