前言

《最小可行性区块链设计系列》的第五讲(http://www.jianshu.com/p/d39138a7a1ce ) 讨论了数据序列化。

本文的代码地址：(https://github.com/qikh/mini-block-chain/commit/38a9a022026a8726d22ff5a51cfa2d51646ca243) (开发语言为Kotlin，更简洁的Java)

正文

POW共识算法需要节点间通讯并最后达成共识，MiniBlockChain的网络通讯协议包括以下几个方面。

发现节点

发现节点（Discovery）的方式有几种：

1. 本地配置的节点列表

客户端的本地配置可以包含一些已知的节点列表，为了避免过多连接这些节点，通常本地配置的节点被作为备份手段，当其他发现节点的方式都失败了才使用。

2. 握手消息

节点之间建立连接后可以发送'GET_NODES'消息来获得对方的节点列表，通过这种方式可以把节点列表快速传播到区块链网络内。

3. 广播

每隔24小时，客户端会向已连接的节点广播自己的地址。

节点间的通讯

节点建立后的通讯包含以下几类消息：

1. HELLO: 节点双方进行握手，交换各自的版本号、Client ID、监听端口和Node ID等信息。
2. STATUS: 节点的状态信息，包括当前协议版本号，Network ID（1为主网、0为测试网），Total Difficulty等。
3. NEW_TRANSACTIONS: 向区块链网络广播新的交易。
4. NEW_BLOCK: 向区块链网络广播新的区块。
5. GET_BLOCKS: 向对方请求区块。
6. BLOCKS: 向对方发送区块。

MiniBlockChain使用Netty框架实现了异步通讯机制，使用了LengthFieldBasedFrameDecoder类来实现网络包的组包和拆包功能。

    b.handler(object : ChannelInitializer<NioSocketChannel>() {
      override fun initChannel(ch: NioSocketChannel) {
        ch.pipeline()
            .addLast(LengthFieldBasedFrameDecoder(Int.MAX_VALUE, 0, 4, 0, 4)) // 4个Byte的Length Header
            .addLast(PeerClientHelloMessageHandler(node, manager)) // 对握手数据进行解码和处理
      }
    })

通讯协议定义完成后我们会继续完善POW同步机制，下一讲我们会讨论用户状态Account State的存储机制Patricia Tree的实现。