以太坊中的KAD的实现(三)

1、定义路由表:

    const (
  //当路由到某个子树时,会从该子树随机抽取alpha个节点发送请求。
  alpha = 3 // Kademlia concurrency factor

  //每层保存节点数
  bucketSize = 16 // Kademlia bucket size

  //256长度的节点
  hashBits = len(common.Hash{}) * 8

  //多少层
  nBuckets = hashBits + 1 // Number of buckets

  //查找节点最多失败的次数
  maxFindnodeFailures = 5
)

//内存路由表
type Table struct {
  count         int               // number of nodes 节点的总个数
  buckets       [nBuckets]*bucket // index of known nodes by distance K桶
  nodeAddedHook func(*Node)       // for testing
  self          *Node             // metadata of the local node //当前节点
}

2、KAD的路由表协议事件:

    // RPC packet types
const (
  /* PING事件 */
  pingPacket = iota + 1 // zero is 'reserved'  //初始化为1  iota 是初始化零标识符
  /* PONG事件 */
  pongPacket
  /* FIND NODE事件 */
  findnodePacket
  /* NEIGHBORS事件  */
  neighborsPacket
)

3、处理Ping消息

    //如果接受到的消息类型是ping,则调用该方法处理该消息
func (req *ping) handle(t *udp, from *net.UDPAddr, fromID NodeID, mac []byte) error {

  //校验该消息是否过期
  if expired(req.Expiration) {
    return errExpired
  }

  //发送一个pong包
  t.send(from, pongPacket, &pong{
    To:         makeEndpoint(from, req.From.TCP),
    ReplyTok:   mac,
    Expiration: uint64(time.Now().Add(expiration).Unix()),
  })

  // 阻塞 --- 等待对方回复
  // 这里是根据回复来判断是否需要加入到本地路由表,
  // 返回是否接收到
  if !t.handleReply(fromID, pingPacket, req) {
    // Note: we're ignoring the provided IP address right now

    // 绑定,将该节点加入到路由表中,其中参数true表示已经接收到对方的ping消息
    go t.bond(true, fromID, from, req.From.TCP)
  }
  return nil
}

4、FINDNODE事件

    func (req *findnode) handle(t *udp, from *net.UDPAddr, fromID NodeID, mac []byte) error {
  if expired(req.Expiration) {
    return errExpired
  }
  
  ......
  
  /* 从路由表中查找最短距离几点数据 */
  closest := t.closest(target, bucketSize).entries

  p := neighbors{Expiration: uint64(time.Now().Add(expiration).Unix())}
  var sent bool

  /* 这里省略了部分代码,因为UPD有长度限制,这里采用了CHUNK方式发送 */
  /* 这里只展示发送流程,故省略chunk方式逻辑 */
  for _, n := range closest {
    
    ......
    
    t.send(from, neighborsPacket, &p)
    
    ......
  }
  
  return nil
}

5、刷新机制

    /* 三个数据源进行刷新 */
func (tab *Table) doRefresh(done chan struct{}) {
  defer close(done)
  //启动一个单线程去从数据库加载节点-- 并且要绑定节点
  // Load nodes from the database and insert
  // them. This should yield a few previously seen nodes that are
  // (hopefully) still alive.
  tab.loadSeedNodes(true)

  // 以自己为目标节点,去网络中找到离自己最近的节点列表
  // false,如果找不到最近的节点,是否重新触发刷新,重数据库中从新加载
  // Run self lookup to discover new neighbor nodes.
  tab.lookup(tab.self.ID, false)

  /* 随机一个节点,然后查找其对应附近节点 */
  // The Kademlia paper specifies that the bucket refresh should
  // perform a lookup in the least recently used bucket. We cannot
  // adhere to this because the findnode target is a 512bit value
  // (not hash-sized) and it is not easily possible to generate a
  // sha3 preimage that falls into a chosen bucket.
  // We perform a few lookups with a random target instead.
  for i := 0; i < 3; i++ {
    var target NodeID
    crand.Read(target[:])
    tab.lookup(target, false)
  }
}

6、XOR计算

    /** 距离比较 **/
func distcmp(target, a, b common.Hash) int {
  for i := range target {
    da := a[i] ^ target[i]
    db := b[i] ^ target[i]
    if da > db {
      return 1
    } else if da < db {
      return -1
    }
  }
  return 0
}

7、路由表添加机制

  // 添加一个节点到路由表中
func (tab *Table) add(n *Node) (contested *Node) {
  //fmt.Println("add", n.addr().String(), n.ID.String(), n.sha.Hex())
  if n.ID == tab.self.ID {
    return
  }
  /* 找到第n层 */
  b := tab.buckets[logdist(tab.self.sha, n.sha)]
  switch {
  case b.bump(n):
    /* 已经存在 */
    return nil
  case len(b.entries) < bucketSize:
    /* 不存在 但K桶中有空间存储 */
    b.addFront(n)
    tab.count++
    if tab.nodeAddedHook != nil {
      tab.nodeAddedHook(n)
    }
    return nil
  default: 
    /* 这里以太坊实现中,增加了replacements列表,当K桶中已经满了后,先将节点放在replacements列表中 */
    // b has no space left, add to replacement cache
    // and revalidate the last entry.
    b.replacements = append(b.replacements, n)
    if len(b.replacements) > bucketSize {
      //剔除掉最先进来的数据,整体向前移动一位
      copy(b.replacements, b.replacements[1:])
      //将末尾节点置空
      b.replacements = b.replacements[:len(b.replacements)-1]
    }
    //返回最后一个节点
    return b.entries[len(b.entries)-1]
  }
}
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
平台声明:文章内容(如有图片或视频亦包括在内)由作者上传并发布,文章内容仅代表作者本人观点,简书系信息发布平台,仅提供信息存储服务。

推荐阅读更多精彩内容