BTC-5-比特币网络
Bitcoin network.
比特币系统的工作过程：用户将交易发布到比特币网络上，节点收到交易后打包到区块中，然后将区块发布到比特币网络上。
比特币网络工作原理
- 比特币工作在应用层(application layer: Bitcoin block chain)，其底层是一个网络层(network layer: P2P overlay network)
- 比特币的P2P网络是非常简单的，所有节点都是对等的。不像其他网络存在超级节点(super node)
- 要加入P2P网络，至少需要知道一个种子节点，然后你和种子节点联系，它会告诉你它所知道的网络中的其他节点，节点之间的通信采用TCP协议，便于穿透防火墙。当节点要离开时不用做任何操作，不用通知其他节点，只需自行退出即可，其他节点在一定时间后没有收到该节点的消息，便会将其删掉。
比特币网络设计原则：简单，鲁棒(最坏情况下能达到最优状况，即健壮性)，而不是高效。
- 每个节点维护一个邻居节点的集合，消息传播在网络中采取flooding的方式。节点第一次收到某个消息时，它会把此消息传播给所有邻居节点并标记已经收到过此消息，下次再收到此消息便不会发送出去。
- 邻居节点的选取随机，未考虑网络底层的的拓扑结构。一个在加州的节点，它选取的邻居节点可能是在阿根廷的，这样的设计的好处是增强鲁棒性，但牺牲了网络效率。
比特币系统中，每个节点要维护一个等待上链的交易的集合。第一次听到某个交易，若是合法交易，则将其加入交易集合并转发给邻居节点，以后再收到此交易就不再转发(避免无限传播)，假设网络中存在两个有冲突的合法交易，比如说A→B, A→C(花费的是同一笔钱)，那么一个节点先收到哪一笔交易，就将哪一笔交易写入交易集合，当收到与其交易集合中冲突的交易时，它就不会接收。
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此外，当一个区块发布后，每个节点会更新交易集合，删去已经写入区块链的交易，倘若交易集合中包含A→B的交易，而A→C的交易被写入区块链中，那节点也要把A→B的交易删除，因为此交易就变成了非法交易(double spending)
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新发布区块在网络上的传播方式与新发布交易的传播方式类似，每个节点除了要检查区块的内容合法性之外，还要检查它是否位于最长合法链上。
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比特币协议对区块的大小由1M的限制，比特币网络采用的传播方式是非常耗费带宽的，带宽是瓶颈。1M大小的区块，可能需要几十秒才能传输到网络绝大部分节点，所以这个限制其实不算小。
- 区块越大，网络上传播时延越长；区块越小，可包含的交易数目越少
- 注意，比特币网络传播属于 尽力而为(Best effort)，一个交易发布到比特币网络，不一定所有节点都能收到，也未必收到交易的顺序都一致。有的节点也不一定按比特币协议的要求进行转发￣へ￣(比如不合法交易)
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