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什么是节点?

什么是节点?

节点的定义可以根据其使用情况而产生变化。当涉及机算或电信网络时,节点可以提供不同的使用作用,作为再分发点或作为通讯端点。通常来说,节点都是物理设备,但亦存在使用虚拟节点的特定情况。

简单而言,网络节点是一种可以创建,接收或传输消息的关节点。在此文中,我们将讨论不同类型的比特币节点:全节点,超级节点,采矿节点和SPV客户端。

比特币节点

深入讲解一下区块链,区块链是一个分布式系统,而机算下运行的节点让比特币成为非中心化点对点(P2P)的数码货币,该数字货币设计成耐审查而不需要经过任何中间人中进行从用户到用户间的交易(不管他们在世界上有多远的距离)。

因此,区块链节点能充当一个通讯点而负责执行不同的功能。任何能连接到比特币通讯接口或设备可以被视为节点,因为它们以某种方式彼此通信。这些节点还能够通过使用比特币点对点等协议来传输关于分布式网络内的交易事务和区块资讯。但是,每个机算节点都是根据其特定功能定义的,因此存在不同类型的比特币节点。

全节点

全整节点是真正支持并为比特币提供最安全网络的节点,它们是网络必不可少的。这些节点也称为完整验证节点,因为它们参与实行验证区块交易事务,并阻止任何不跟随系统共识规则的区块。全节点亦能够将新建交易事务和区块增加到区块链。

通常,全节点会下载所有比特币区块链交易和事务副本块,但这并不是成为全点的要求(亦可使用简化的区块链副本来代替)。

比特币全节点可通过不同的履行软件来建立,而最常用和受欢迎的是Bitcoin Core。以下是运行Bitcoin Core全节点的最低要求:

  • 使用最新版本的Windows,Mac OS X或Linux的台式或笔记型电脑。
  • 200GB的可用磁盘空间。
  • 2GB内存(RAM)。
  • 上传速度至少为50 kB / s的高速互联网连接。
  • 未计量的连接或具有高上载限制的连接。全节点可能达到或超过200GB /月的上载使用量和20GB /月的下载使用量。首次启动全节点时,还需要下载~200GB。
  • 您的全节点每天至少应该运行6个小时。如果连续运行24/7会更好。

现在许多志愿组织和用户正在运行比特币全节点来帮助比特币的生态系统。目前,比特币网络上有大约9,700个公开节点正在运行。在此需要注意的是这个数字只仅包括公开节点,而且这些公开节点是指那些能探视亦无防问障碍的比特币节点(也称为侦听节点)。

除了公开节点之外,还有许多其他隐藏节点(非监听系列的节点)。这些节点通常隐藏在防火墙后,通过像Tor这类的隐藏式协议运行,或者单纯地因为它们被设置成不能够监听的状态。

听力节点(超级节点)

基本上,侦听节点或超级节点是都可公开的全节点。它负责与其他节点建立连结并透过通讯来传递讯息。因此,超级节点基本上是可以充当着数据库和通信传递的再分发点。

一个可靠的超级节点通常能够全天候运行,可建立的多个连接,并将所有区块链的更新历史和交易数据传输到世界各地的多个节点。因此,与隐藏式的全节点相比之下,超级节点运行需要更大的电脑机算量和更好的网路连接。

采矿节点

比特币采矿者为了能够在当前的激烈竞争中脱颖而出,首要必然投资在专业特定的采矿硬件和程序上。而这些挖掘程序(软件)跟Bitcoin Core没有直接关系,但其特性是能够同时执行尝试采矿和挖掘比特币区块。采矿者能够选择单枪匹马工作(独自采矿)或团体工作(矿池采矿)。

独自采矿者的全节点会使用他们所有的区块链副本工作时。而团体性采矿者们会一起工作,并每个人贡献投入自己的机算能力及资源 (哈算能力) 。在采矿池中,只有管理员级别才要求需要使用全节点运行工作 – 亦可认知其为矿池采矿者全节点。

轻量级或SPV客户端

亦认知为简化式支付验证(SPV)客户端,轻量级客户端属于充分利用比特币网络的客户端,但并不完全充当着全节点的角色。因此,SPV的客户端不会对网络的安全性做出任何贡献,因为它们不会保留任何区块链的副本,也不会参与任何验证过程和区块链交易认证过程。

简而言之,SPV是一种搜索方法,用户可以通过该方法检查区块中有否包含某些交易记录或检查有没有缺少的区块,整个搜索方式无需下载整个区块数据。因此,SPV客户端亦需要依赖于其他全节点(超级节点)来提供需要的信息。轻量级客户端通常用作通信端点,亦被许多的加密货币数码钱包使用中。

客户端与采矿节点

首先要注意的是,运行全节点与运行全采矿节点是各别不同的。虽然采矿者必须投资昂贵的采矿硬件和软件,但其实任何人都能够运行完整的节点验证。此外,在尝试任何采矿区块工作之前,采矿者需要收集所有先前被全节点接受有效,并正等待处理中的交易事务。接下来,采矿者需要创建一个候选区块(需带有有一组列的交易)并尝试进行挖掘该区块。如果采矿者确实找到该区块的有效解决方案,他会需要将其解决方案广播到网络,让其他全节点验证其区块的有效性。所以,共识规则是由

分布式网络上的各验证节点的确定过程及保护,而不是由采矿者的权限来确定验证。

结论

比特币节点通过比特币P2P的网络协议来互相通信,通过这样的过程来保证了它们系统的完整性。所有不当行为或尝试传播错误信息的节点将会被诚实节点快速地被识别出来并立刻与网络断开连接。

尽管运行完整的验证节点并不能提供实际经济回报,但这过程是高度受到重视并强烈建议使用它,因为它将为用户提供了信任,安全性和隐私。全节点确能保护并遵循规则。它们保护区块链免受攻击和欺诈(例如双重支出问题)。此外,全节点是不需要信任其他节点,并能允许用户完全控制他们的资金。

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