剝開比原看程式碼02：比原啟動後去哪裡連線別的節點

比原鏈Bytom發表於2018-07-30

作者：freewind

比原專案倉庫：

Github地址：https://github.com/Bytom/bytom

Gitee地址：https://gitee.com/BytomBlockchain/bytom

比原啟動後去哪裡連線別的節點

最開始我對於這個問題一直有個疑惑：區塊鏈是一個分散式的網路，那麼一個節點啟動後，它怎麼知道去哪裡找別的節點從而加入網路呢？

看到程式碼之後，我才明白，原來在程式碼中硬編碼了一些種子地址，這樣在啟動的時候，可以先通過種子地址加入網路。雖然整個網路是分散式的，但是最開始還是需要一定的中心化。

預編碼內容

對於配置檔案config.toml，比原的程式碼中硬編碼了配置檔案內容：

config/toml.go#L22-L45

var defaultConfigTmpl = `# This is a TOML config file.
# For more information, see https://github.com/toml-lang/toml
fast_sync = true
db_backend = "leveldb"
api_addr = "0.0.0.0:9888"
`

var mainNetConfigTmpl = `chain_id = "mainnet"
[p2p]
laddr = "tcp://0.0.0.0:46657"
seeds = "45.79.213.28:46657,198.74.61.131:46657,212.111.41.245:46657,47.100.214.154:46657,47.100.109.199:46657,47.100.105.165:46657"
`

var testNetConfigTmpl = `chain_id = "testnet"
[p2p]
laddr = "tcp://0.0.0.0:46656"
seeds = "47.96.42.1:46656,172.104.224.219:46656,45.118.132.164:46656"
`

var soloNetConfigTmpl = `chain_id = "solonet"
[p2p]
laddr = "tcp://0.0.0.0:46658"
seeds = ""
`

可以看出，對於不同的chain_id，預設的種子是不同的。

當然，如果我們自己知道某些節點的地址，也可以在初始化生成config.toml後，手動修改該檔案新增進去。

啟動syncManager

那麼，比原在程式碼中是使用這些種子地址並連線它們的呢？關鍵在於，連線的程式碼位於SyncManager中，所以我們要找到啟動syncManager的地方。

首先，當我們使用bytomd node啟動後，下面的函式將被呼叫：

cmd/bytomd/commands/run_node.go#L41

func runNode(cmd *cobra.Command, args []string) error {
    // Create & start node
    n := node.NewNode(config)
    if _, err := n.Start(); err != nil {
        // ...
    }
    // ...
}

這裡呼叫了n.Start，其中的Start方法，來自於Node所嵌入的cmn.BaseService：

node/node.go#L39

type Node struct {
    cmn.BaseService
    // ...
}

所以n.Start對應的是下面這個方法：

vendor/github.com/tendermint/tmlibs/common/service.go#L97

func (bs *BaseService) Start() (bool, error) {
    // ...
    err := bs.impl.OnStart()
    // ...
}

在這裡，由於bs.impl對應於Node，所以將繼續呼叫Node.OnStart():

node/node.go#L169

func (n *Node) OnStart() error {
    // ...
    n.syncManager.Start()
    // ...
}

可以看到，我們終於走到了呼叫了syncManager.Start()的地方。

syncManager中的處理

然後就是在syncManager內部的一些處理了。

它主要是除了從config.toml中取得種子節點外，還需要把以前連線過並儲存在本地的AddressBook.json中的節點也拿出來連線，這樣就算預設的種子節點失敗了，也還是有可能連線上網路（部分解決了前面提到的中心化的擔憂）。

syncManager.Start()對應於：

netsync/handle.go#L141

func (sm *SyncManager) Start() {
    go sm.netStart()
    // ...
}

其中sm.netStart()，對應於：

netsync/handle.go#L121

func (sm *SyncManager) netStart() error {
    // ...
    // If seeds exist, add them to the address book and dial out
    if sm.config.P2P.Seeds != "" {
        // dial out
        seeds := strings.Split(sm.config.P2P.Seeds, ",")
        if err := sm.DialSeeds(seeds); err != nil {
            return err
        }
    }
    // ...
}

其中的sm.config.P2P.Seeds就對應於config.toml中的seeds。關於這兩者是怎麼對應起來的，會在後面文章中詳解。

緊接著，再通過sm.DialSeeds(seeds)去連線這些seed，這個方法對應的程式碼位於：

netsync/handle.go#L229

func (sm *SyncManager) DialSeeds(seeds []string) error {
    return sm.sw.DialSeeds(sm.addrBook, seeds)
}

其實是是呼叫了sm.sw.DialSeeds，而sm.sw是指Switch。這時可以看到，有一個叫addrBook的東西參與了進來，它儲存了該結點之前成功連線過的節點地址，我們這裡暫不多做討論。

Switch.DialSeeds對應於：

p2p/switch.go#L311

func (sw *Switch) DialSeeds(addrBook *AddrBook, seeds []string) error {
    // ...
    perm := rand.Perm(len(netAddrs))
    for i := 0; i < len(perm)/2; i++ {
        j := perm[i]
        sw.dialSeed(netAddrs[j])
    }
   // ...
}

這裡引入了隨機數，是為了將發起連線的順序打亂，這樣可以讓每個種子都獲得公平的連線機會。

sw.dialSeed(netAddrs[j])對應於：

p2p/switch.go#L342

func (sw *Switch) dialSeed(addr *NetAddress) {
    peer, err := sw.DialPeerWithAddress(addr, false)
    // ...
}

sw.DialPeerWithAddress(addr, false)又對應於：

p2p/switch.go#L351

func (sw *Switch) DialPeerWithAddress(addr *NetAddress, persistent bool) (*Peer, error) {
    // ...
    log.WithField("address", addr).Info("Dialing peer")
    peer, err := newOutboundPeerWithConfig(addr, sw.reactorsByCh, sw.chDescs, sw.StopPeerForError, sw.nodePrivKey, sw.peerConfig)
    // ...
}

其中的persistent引數如果是true的話，表明這個peer比較重要，在某些情況下如果斷開連線後，還會嘗試重連。如果persistent為false的，就沒有這個待遇。

newOutboundPeerWithConfig對應於：

p2p/peer.go#L69

func newOutboundPeerWithConfig(addr *NetAddress, reactorsByCh map[byte]Reactor, chDescs []*ChannelDescriptor, onPeerError func(*Peer, interface{}), ourNodePrivKey crypto.PrivKeyEd25519, config *PeerConfig) (*Peer, error) {
    conn, err := dial(addr, config)
    // ...
}

繼續dial，加入了超時：

p2p/peer.go#L284

func dial(addr *NetAddress, config *PeerConfig) (net.Conn, error) {
    conn, err := addr.DialTimeout(config.DialTimeout * time.Second)
    if err != nil {
        return nil, err
    }
    return conn, nil
}

addr.DialTimeout對應於：

p2p/netaddress.go#L141

func (na *NetAddress) DialTimeout(timeout time.Duration) (net.Conn, error) {
    conn, err := net.DialTimeout("tcp", na.String(), timeout)
    if err != nil {
        return nil, err
    }
    return conn, nil
}

終於到了net包的呼叫，開始真正去連線這個種子節點了，到這裡，我們可以認為這個問題解決了。

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