基础

P2P网络

1. 与Client-Server网络相比：所有节点平等，数据互相传输

2. 特性

   1. 存储、带宽资源利用率高，比如最早期的BT下载工具
   2. 抗单点故障
      1. Network Blocking
      2. DDoS
      3. Censorship

   P2P网络更加充分地利用带宽资源

   P2P网络更加充分地利用带宽资源

DHT

1. DHT（Distributed Hash Table）是在BitTorrent、IPFS网络中采用的P2P协议

2. DHT通过去中心化的方式存下了一个key-value表，key是文件的hash，value是文件所在节点的ip:port

   1. 每个节点任选一个hash值作为节点id
   2. 每个节点仅存hash值和自己id接近的key及其value
   3. 每个节点会维护自己所有peer的ip:port及其id
   4. 当检索一个key的时候，通过multi-hop search找到节点

   

   检索key为0000的value（图片来源）

Gossip Protocol

1. Gossip Protocol和DHT（Distributed Hash Table）一样是P2P网络中的通信协议

2. Gossip和P2P的区别

   1. 每个节点都存全量的数据，本地检索
   2. 每个节点从Peer拉取数据，达到和Peer数据一致
   3. 节点收到或产生新数据的时候，会转发给Peer，最终经过Multi-hop之后到达全网

   

   https://nakamoto.com/bitcoins-p2p-network/

3. 优点

   1. 享有P2P网络抗单点故障的优点
   2. 相比DHT更不容易受到网络阻隔（partition）

4. 缺点

   1. Multi-hop造成消息的延迟。这也是区块链挖矿、浏览器经常需要解决的问题
   2. 重复接收相同消息。通过”Gossip消息hash，如果没有再拉取消息“的方式缓解

   

   比特币节点要在出块后多久才能收到块

改进方向1：消息延迟

增加Peer数量

1. 问题：Peer数量不够，节点则容易失去同步
2. 解决：Seed/Bootstrap/Sync Nodes

   1. 在网络中设置一些固定的节点，与大量的Peer进行连接

   2. 其他节点Peer数量不够的时候，从这些固定节点获取Peer列表

      

      https://nakamoto.com/bitcoins-p2p-network/

排除恶意Peer

1. 问题：存在恶意行为的Peer会影响节点的同步
2. 解决：Misbehave/Network Score
   1. 对每个peer进行打分
      1. DDoS：不断推无效数据给你
      2. 自私：不断从你拉数据，你找他拉数据他不给
      3. 网络：延时高、带宽低
   2. 打分低的Peer会被Ban
   3. 打分高的Peer会优先进行Gossip

/**
 * Increment peer's misbehavior score. If the new value >= DISCOURAGEMENT_THRESHOLD, mark the node
 * to be discouraged, meaning the peer might be disconnected and added to the discouragement filter.
 * Public for unit testing.
 */
virtual void Misbehaving(const NodeId pnode, const int howmuch, const std::string& message) = 0;