区块链-P2P(八)

前言
P2P网络（Peer-to-Peer Network）是一种点对点的网络结构，它没有中心化的服务器或者管理者，所有节点都是平等的。在P2P网络中，每个节点都可以既是客户端也是服务端，这种网络结构的优点是去中心化、可扩展性强、抗攻击性强等。

1:P2P网络的优点

区块链 P2P 网络的优点有：

去中心化：没有中心化的服务器或者管理者，所有节点都是平等的。
高可用性：由于没有单点故障，所以整个系统非常稳定。
高安全性：由于每个节点都有完整的数据副本，所以即使有部分节点被攻击或者宕机，整个系统依然可以正常运行。
高效性：由于数据可以在多个节点之间共享和传输，所以整个系统非常高效。

2:分类
根据具体应用不同，可以把P2P分为以下这些类型[1]：
·提供文件和其它内容共享的P2P网络，例如Napster、Gnutella、eDonkey、emule、BitTorrent等；
·挖掘P2P对等计算能力和存储共享能力，例如SETI@home 、Avaki、Popular Power等；
·基于P2P方式的协同处理与服务共享平台，例如JXTA、Magi、Groove、.NET My Service等；
·即时通讯交流，包括ICQ、OICQ、Yahoo Messenger等；
·安全的P2P通讯与信息共享，例如Skype、Crowds、Onion Routing等。

3：区块链中的P2P网络
作为区块链的底层传输方式，P2P 技术帮助区块链成功实现了点对点的传播。比特币、以太坊等众多区块链项目都实现了属于自己的P2P网络协议，根据区块链的运行特点，我们可以总结出区块链客户端节点所组成p2p网络的一些需求：
1.节点可以任意地加入和离开网络；
2.每个节点所存储的数据(区块)，在理想状态下是一致的（当然光凭p2p网络不能达到数据一致性，它只是提供了数据传输的逻辑通道，我们还需要共识算法来配合实现数据一致性）；
3.在区块链网络中，查找数据时不需要向整个网络广播发送请求，正常情况下任意一个(或相邻几个)节点就可以提供完整的区块数据。

4：直接上代码
P2P打洞
UDP 打洞更容易点，网上一堆，不发了

TCP SERVER

#include <stdio.h>  #include <signal.h>  #include <fcntl.h>  
#include <stdlib.h>  
#include <errno.h>  
#include <string.h>  #ifdef _WIN32
#include <WinSock2.h>
#include<Ws2tcpip.h>
#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")
#else
#include <unistd.h>  
#include <sys/socket.h> 
#include <arpa/inet.h>  
#endif#define MAXLINE 128  
#define SERV_PORT 7119 //发生了致命错误，退出程序  
void error_quit(const char *str)
{fprintf(stderr, "%s", str);//如果设置了错误号，就输入出错原因  
#ifdef _WIN32if (errno != 0) {const int errmsglen = 255;char errmsg[errmsglen];strerror_s(errmsg, errmsglen, errno);fprintf(stderr, " : %s", errmsg);}
#elseif (errno != 0)fprintf(stderr, " : %s", strerror(errno));
#endifprintf("\n");exit(1);
}int main(void)
{int i, res, cur_port;
#ifdef _WIN32SOCKET  connfd, firstfd, listenfd;WSADATA wsaData;WORD  wVersionRequested = MAKEWORD(2, 2);WSAStartup(wVersionRequested, &wsaData);
#elseint connfd, firstfd, listenfd;
#endifint count = 0;char str_ip[MAXLINE];    //缓存IP地址  char cur_inf[MAXLINE];   //当前的连接信息[IP+port]  char first_inf[MAXLINE];    //第一个链接的信息[IP+port]  char buffer[MAXLINE];    //临时发送缓冲区  socklen_t clilen;struct sockaddr_in cliaddr;struct sockaddr_in servaddr;//创建用于监听TCP协议套接字          listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr));servaddr.sin_family = AF_INET;servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT);//把socket和socket地址结构联系起来         res = bind(listenfd, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr));if (-1 == res)error_quit("bind error");//开始监听端口         res = listen(listenfd, INADDR_ANY);if (-1 == res)error_quit("listen error");while (1){//接收来自客户端的连接  connfd = accept(listenfd, (struct sockaddr *)&cliaddr, &clilen);if (-1 == connfd)error_quit("accept error");inet_ntop(AF_INET, (void*)&cliaddr.sin_addr, str_ip, sizeof(str_ip));count++;//对于第一个链接，将其的IP+port存储到first_inf中，  //并和它建立长链接，然后向它发送字符串'first'，  if (count == 1){firstfd = connfd;cur_port = ntohs(cliaddr.sin_port);snprintf(first_inf, MAXLINE, "%s %d", str_ip, cur_port);#ifdef _WIN32strcpy_s(cur_inf, MAXLINE, "first\n");send(connfd, cur_inf, strlen(cur_inf) + 1, 0);
#elsestrcpy(cur_inf, "first\n");write(connfd, cur_inf, strlen(cur_inf) + 1);
#endif}//对于第二个链接，将其的IP+port发送给第一个链接，  //将第一个链接的信息和他自身的port返回给它自己，  //然后断开两个链接，并重置计数器  else if (count == 2){cur_port = ntohs(cliaddr.sin_port);snprintf(cur_inf, MAXLINE, "%s %d\n", str_ip, cur_port);snprintf(buffer, MAXLINE, "%s %d\n", first_inf, cur_port);#ifdef _WIN32send(connfd, buffer, strlen(buffer) + 1,0);send(firstfd, cur_inf, strlen(cur_inf) + 1,0);closesocket(connfd);closesocket(firstfd);
#elsewrite(connfd, buffer, strlen(buffer) + 1);write(firstfd, cur_inf, strlen(cur_inf) + 1);close(connfd);close(firstfd);
#endifcount = 0;}//如果程序运行到这里，那肯定是出错了  elseerror_quit("Bad required");}
#ifdef _WIN32WSACleanup();
#endifreturn 0;
}
/*
运行示例：
（第一个终端）
ubuntu@ubuntu ~/program/tcode $ gcc server.c -o server
ubuntu@ubuntu ~/program/tcode $ ./server &
[1] 4688
ubuntu@ubuntu ~/program/tcode $ gcc client.c -o client
ubuntu@ubuntu ~/program/tcode $ ./client localhost
Get: first
ff: 127.0.0.1 38052
send message: Hello, world
send message: Hello, world
send message: Hello, world
.................第二个终端：
ubuntu@ubuntu ~/program/tcode $ ./client localhost
Get: 127.0.0.1 38073 38074
connect error
recv message: Hello, world
recv message: Hello, world
recv message: Hello, world
*/

client

#include <stdio.h>  #include <signal.h>  #include <fcntl.h>  
#include <stdlib.h>  
#include <errno.h>  
#include <string.h>  #ifdef _WIN32
#include <WinSock2.h>
#include<Ws2tcpip.h>
#pragma comment(lib,"ws2_32.lib")
#else
#include <unistd.h>  
#include <sys/socket.h> 
#include <arpa/inet.h>  
#endif#define MAXLINE 128  
#define SERV_PORT 7119 typedef struct
{char ip[32];int port;
}server;void error_quit(const char *str)
{fprintf(stderr, "%s", str);//如果设置了错误号，就输入出错原因  
#ifdef _WIN32if (errno != 0) {const int errmsglen = 255;char errmsg[errmsglen];strerror_s(errmsg, errmsglen, errno);fprintf(stderr, " : %s", errmsg);}
#elseif (errno != 0)fprintf(stderr, " : %s", strerror(errno));
#endifprintf("\n");exit(1);
}int main(int argc, char **argv)
{int i, res, port;
#ifdef _WIN32SOCKET  connfd, sockfd, listenfd;WSADATA wsaData;WORD  wVersionRequested = MAKEWORD(2, 2);WSAStartup(wVersionRequested, &wsaData);BOOL bReuseaddr = TRUE;
#elseint connfd, sockfd, listenfd;unsigned int value = 1;
#endifchar buffer[MAXLINE];socklen_t clilen;struct sockaddr_in servaddr, sockaddr, connaddr;server other;if (argc != 2)error_quit("Using: ./client <IP Address>");//创建用于链接（主服务器）的套接字          sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);memset(&sockaddr, 0, sizeof(sockaddr));sockaddr.sin_family = AF_INET;sockaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);sockaddr.sin_port = htons(SERV_PORT);inet_pton(AF_INET, argv[1], &sockaddr.sin_addr);//设置端口可以被重用  
#ifdef _WIN32setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, (const char*)&bReuseaddr, sizeof(BOOL));
#elsesetsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &value, sizeof(value));
#endif//连接主服务器  res = connect(sockfd, (struct sockaddr *)&sockaddr, sizeof(sockaddr));if (res < 0)error_quit("connect error");//从主服务器中读取出信息  
#ifdef _WIN32res = recv(sockfd, buffer, MAXLINE,0);
#elseres = read(sockfd, buffer, MAXLINE);
#endifif (res < 0)error_quit("read error");printf("Get: %s", buffer);//若服务器返回的是first，则证明是第一个客户端  if ('f' == buffer[0]){//从服务器中读取第二个客户端的IP+port  
#ifdef _WIN32res = recv(sockfd, buffer, MAXLINE, 0);sscanf_s(buffer, "%s %d", other.ip,&other.port);
#elseres = read(sockfd, buffer, MAXLINE);sscanf(buffer, "%s %d", other.ip, &other.port);
#endifprintf("ff: %s %d\n", other.ip, other.port);//创建用于的套接字          connfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);memset(&connaddr, 0, sizeof(connaddr));connaddr.sin_family = AF_INET;connaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);connaddr.sin_port = htons(other.port);inet_pton(AF_INET, other.ip, &connaddr.sin_addr);//尝试去连接第二个客户端，前几次可能会失败，因为穿透还没成功，  //如果连接10次都失败，就证明穿透失败了（可能是硬件不支持）  while (1){static int j = 1;res = connect(connfd, (struct sockaddr *)&connaddr, sizeof(connaddr));if (res == -1){if (j >= 10)error_quit("can't connect to the other client\n");printf("connect error, try again. %d\n", j++);
#ifdef _WIN32Sleep(1);
#elsesleep(1);
#endif}elsebreak;}
#ifdef _WIN32strcpy_s(buffer, MAXLINE, "Hello, world\n");
#elsestrcpy(buffer, "Hello, world\n");
#endif//连接成功后，每隔一秒钟向对方（客户端2）发送一句hello, world  while (1){
#ifdef _WIN32res = send(connfd, buffer, strlen(buffer) + 1,0);
#elseres = write(connfd, buffer, strlen(buffer) + 1);
#endifif (res <= 0)error_quit("write error");printf("send message: %s", buffer);
#ifdef _WIN32Sleep(1);
#elsesleep(1);
#endif}}//第二个客户端的行为  else{//从主服务器返回的信息中取出客户端1的IP+port和自己公网映射后的port  
#ifdef _WIN32sscanf_s(buffer, "%s %d %d", other.ip, &other.port, &port);
#elsesscanf(buffer, "%s %d %d", other.ip, &other.port, &port);
#endif//创建用于TCP协议的套接字          sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);memset(&connaddr, 0, sizeof(connaddr));connaddr.sin_family = AF_INET;connaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);connaddr.sin_port = htons(other.port);inet_pton(AF_INET, other.ip, &connaddr.sin_addr);//设置端口重用  
#ifdef _WIN32BOOL bReuseaddr = TRUE;setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, (const char*)&bReuseaddr, sizeof(BOOL));
#elsesetsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &value, sizeof(value));
#endif//尝试连接客户端1，肯定会失败，但它会在路由器上留下记录，  //以帮忙客户端1成功穿透，连接上自己   res = connect(sockfd, (struct sockaddr *)&connaddr, sizeof(connaddr));if (res < 0)printf("connect error\n");//创建用于监听的套接字          listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr));servaddr.sin_family = AF_INET;servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);servaddr.sin_port = htons(port);//设置端口重用  
#ifdef _WIN32setsockopt(listenfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, (const char*)&bReuseaddr, sizeof(BOOL));
#elsesetsockopt(listenfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &value, sizeof(value));
#endif//把socket和socket地址结构联系起来   res = bind(listenfd, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(servaddr));if (-1 == res)error_quit("bind error");//开始监听端口         res = listen(listenfd, INADDR_ANY);if (-1 == res)error_quit("listen error");while (1){//接收来自客户端1的连接  connfd = accept(listenfd, (struct sockaddr *)&sockaddr, &clilen);if (-1 == connfd)error_quit("accept error");while (1){//循环读取来自于客户端1的信息  
#ifdef _WIN32res = recv(connfd, buffer, MAXLINE,0);
#elseres = read(connfd, buffer, MAXLINE);
#endifif (res <= 0)error_quit("read error");printf("recv message: %s", buffer);}
#ifdef _WIN32closesocket(connfd);
#elseclose(connfd);
#endif}}return 0;
}

golang的参考 github.com/ethereum/go-ethereum/

参考 https://blog.csdn.net/muxuen/article/details/137231514

5：运行结果（暂时手上没有公网服务器，请自行编译测试）

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