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区块链入门系列 | 比特币网络节点分类

比特币网络指的就是运行了比特币 P2P 协议的很多节点的集合,每个节点地位上都是平等的,但是由于侧重的功能不同,其实比特币节点是分不同的角色的。

节点要完成的功能

引用精通比特币上的观点,比特...

比特币网络指的就是运行了比特币 P2P 协议的很多节点的集合,每个节点地位上都是平等的,但是由于侧重的功能不同,其实比特币节点是分不同的角色的。

节点要完成的功能

 

引用精通比特币上的观点,比特币节点的功能有四个:钱包,挖矿,保存完整区块链,以及路由。

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第一个功能是钱包,这里的钱包指的是钱包软件,而非地址加私钥本身。钱包的功能包含收集钱包中的地址相关的 UTXO ,以便统计出地址余额,构建交易,发送交易等等转账相关的功能。

第二个功能是挖矿。挖矿节点会去收集交易,制作区块头,然后参与 POW 算力比拼,找到随机数,生成区块并获得出块奖励和手续费。

第三个功能是保存完整区块链。区块链数据庞大,所以并不是所有比特币节点都会下载完整的最新的区块链。

第四个功能是路由。稍后会看到,所有类型的节点都会有这个功能。所有的节点有有义务帮助其他节点去验证和扩散交易,去查找其他节点,去维持整个网络的连接。

这就是节点的四项功能了。

节点的不同角色

 

但是,节点是分不同角色的,每个角色的节点都去完成自己所擅长的功能。

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第一种角色是普通全节点。一个节点只要是下载了完整且最新的区块链数据,那它就是一个全节点了。全节点当然也拥有路由功能,另外还可能包含或者不包含其他的功能。全节点是整个网络的脊梁,因为只有全节点才能真正自己去验证交易。马上要介绍到的轻节点,本身没有完整的链,所以就不能看到所有的交易历史,不能直接去验证交易,需要通过向全节点去请求必要的交易数据。

第二种角色是 Bitcoin Core 全节点,是功能最为全面的节点。Bitcoin Core 是比特币的参考实现,是比特币网络上最为流行的客户端软件。安装了 Bitcoin Core 的节点,首先是一个全节点,另外还拥有钱包和挖矿的能力。

第三种是 SPV 钱包节点。这种节点的通常只关心和自己钱包中的地址相关部分交易,不会下载完整的区块链,所以也被称为轻节点。钱包通常都是安装在移动设备上,资源有限所以适合使用轻节点。轻节点可以去发起简单支付验证( SPV ),向全节点请求数据来验证交易。

第四种是独立挖矿节点。挖矿节点的主要工作当然是挖矿,独立的,也就是不加人矿池的节点要挖矿是需要下载完整区块链的,所以独立挖矿节点也是全节点。

以上四种就是比特币 P2P 网络上的基本节点角色了。

矿池节点

除了这四类基本节点,涉及到矿池挖矿,还有另外的两种节点。

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首先一种是矿池服务器。很多比特币矿工会凑到一起组成矿池来一起挖矿。矿池会搭建专门的矿池服务器来跟比特币的 P2P 网络直接通信,保存了完整的区块链,挖矿节点就只需要跟服务器通信。

另外一种是矿池挖矿节点。虽然也参与挖矿,但是这类节点上只拼命运算,而不会去保存完整的区块链,这样就节约了存储成本。

跟矿池的这种服务器客户机架构类似,钱包也有类似的钱包服务器节点,可以让轻节点通过特定的协议去更加高效的获取最新区块链数据。

总结

关于节点的分类,我们就介绍到这里了。节点要完成四项功能,分别是挖矿,钱包,路由和存储区块链。不同角色的节点也会侧重不同的功能。另外,也不是所有的节点都直接连接到比特币 P2P 网络,例如一些轻钱包节点,或者矿池挖矿节点,会跟特定服务器去通信,这些服务器是比特币的 P2P 网络上的节点。

参考:
https://github.com/bitcoinbook/bitcoinbook/blob/develop/ch08.asciidoc#full_node_reference

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