Geth 简介以及如何运行以太坊节点

在本文中，我们将了解什么是以太坊节点，并探索最流行的节点之一，称为 Geth。

为了与区块链进行通信，我们必须使用区块链客户端。 客户端是能够与其他客户端建立p2p通信通道、签署和广播交易、挖掘、部署和与智能合约交互等的软件。客户端通常被称为节点。

以太坊节点必须遵循的功能的正式定义在以太坊黄皮书中定义。 黄皮书定义了网络上节点所需的功能、挖矿算法和私钥/公钥 ECDSA 参数。 它定义了使节点与以太坊客户端完全兼容的全部功能。

基于以太坊黄皮书，任何人都可以用他们认为合适的任何语言创建自己的以太坊节点实现。

可以在此处查看完整的客户列表。

目前最受欢迎的客户端是 Geth 和 Parity。 实现的主要区别在于选择的编程语言：Geth 使用 Golang，而 Parity 使用 Rust。

由于 Geth 是目前最流行的客户端实现，我们现在将重点关注它。

节点类型

当您加入以太坊网络时，您可以选择运行各种类型的节点。 当前选项是：

Archive 节点是全节点的特例，所以我们不会详细介绍。 我在 Stack Exchange 上找到了关于节点类型的最佳总结之一：

通常，我们可以将节点软件分为两种类型：全节点和轻（重量）节点。 全节点验证广播到网络的块。 也就是说，它们确保包含在区块（和区块本身）中的交易遵循以太坊规范中定义的规则。 它们维护网络的当前状态（由以太坊规范定义）。

不遵守规则的交易和区块不用于确定以太坊网络的当前状态。 例如，如果 A 试图向 B 发送 100 个以太币，但 A 有 0 个以太币，并且一个区块包含此交易，全节点将意识到这不符合以太坊的规则并拒绝该区块为无效。 特别是，智能合约的执行是交易的一个例子。 每当在交易中使用智能合约（例如，发送 ERC-20 令牌）时，所有完整节点都必须运行所有指令以确保它们到达正确的、商定的区块链下一个状态。

有多种方法可以达到相同的状态。 例如，如果 A 有 101 个以太币，并且在一次交易中将其中的一百个以太币交给 B，以支付 1 个以太币作为 gas，那么最终结果将是，如果 A 每次向 B 发送 100 个 1 个以太币的交易，支付 0.01 个以太币每笔交易（无论谁收到交易费）。 知道 B 现在是否允许发送 100 个以太币就足以知道 B 的当前余额是多少。 保存完整交易历史的全节点称为全存档节点。 这些必须存在于网络上才能保持健康。

节点也可以选择丢弃旧数据； 如果B想发送100个以太币给C，那么以太币是如何获得的并不重要，只要B的账户中有100个以太币即可。 相反，轻节点不会验证每个块或交易，并且可能没有当前区块链状态的副本。 他们依靠完整的节点来为他们提供缺失的细节（或者只是缺少特定的功能）。 轻量级节点的优势在于它们启动和运行速度更快，可以在更多计算/内存受限的设备上运行，并且几乎不会占用太多存储空间。 不利的一面是，其他节点存在信任因素（它因客户端而异，并且可以使用概率方法/启发式方法来降低风险）。 一些完整的客户端包括具有更快同步的功能（例如，Parity 的 warp 同步）。

安装 Geth

可以在此处找到 Geth 在各种平台（Windows、macOS、Linux）上的安装说明。 该列表非常全面并且不断更新，因此我不会在本文中介绍它。

运行geth

为了启动 Geth 节点，您唯一需要做的就是转到终端窗口并运行 geth。 当你这样做时，你应该得到类似这样的输出：

~ geth
INFO [06-03|11:03:13] Maximum peer count                       ETH=25 LES=0 total=25

INFO [06-03|11:03:13] Starting peer-to-peer node               instance=Geth/v1.8.10-stable/darwin-amd64/go1.10.2
INFO [06-03|11:03:13] Allocated cache and file handles         database=/Users/mjvr/Library/Ethereum/geth/chaindata cache=768 handles=128
INFO [06-03|11:03:13] Writing default main-net genesis block
INFO [06-03|11:03:14] Persisted trie from memory database      nodes=12356 size=2.34mB time=48.31016ms gcnodes=0 gcsize=0.00B gctime=0s livenodes=1 livesize=0.00B
INFO [06-03|11:03:14] Initialised chain configuration          config="{ChainID: 1 Homestead: 1150000 DAO: 1920000 DAOSupport: true EIP150: 2463000 EIP155: 2675000 EIP158: 2675000 Byzantium: 4370000 Constantinople:  Engine: ethash}"
INFO [06-03|11:03:14] Disk storage enabled for ethash caches   dir=/Users/mjvr/Library/Ethereum/geth/ethash count=3
INFO [06-03|11:03:14] Disk storage enabled for ethash DAGs     dir=/Users/mjvr/.ethash                      count=2
INFO [06-03|11:03:14] Initialising Ethereum protocol           versions="[63 62]" network=1
INFO [06-03|11:03:14] Loaded most recent local header          number=0 hash=d4e567…cb8fa3 td=17179869184

INFO [06-03|11:03:14] Loaded most recent local full block      number=0 hash=d4e567…cb8fa3 td=17179869184
INFO [06-03|11:03:14] Loaded most recent local fast block      number=0 hash=d4e567…cb8fa3 td=17179869184
INFO [06-03|11:03:14] Regenerated local transaction journal    transactions=0 accounts=0
INFO [06-03|11:03:14] Starting P2P networking
INFO [06-03|11:03:16] UDP listener up                          self=enode://a4cb08519bc2bceecb8ad421871c624d5212888653bbaee309fda960f3c87ca7aa9855ee14684d521836ae88ad1986b8ca944348e976760d2bd1247ed3ca7628@[::]:30303
INFO [06-03|11:03:16] RLPx listener up                         self=enode://a4cb08519bc2bceecb8ad421871c624d5212888653bbaee309fda960f3c87ca7aa9855ee14684d521836ae88ad1986b8ca944348e976760d2bd1247ed3ca7628@[::]:30303
INFO [06-03|11:03:16] IPC endpoint opened                      url=/Users/mjvr/Library/Ethereum/geth.ipc

在此之后，您应该看到周期性出现新行以太坊节点类型，Geth 说“导入新状态”或“导入新块头”或“导入新收据”。 状态、区块头和交易是以太坊树尝试的一部分：必须下载它们才能让您的节点与以太坊区块链同步。

这个过程可能需要很长时间，所以你可以选择运行这样一个轻量级的节点。

geth --light

Geth 现在需要做的就是拉取最新的区块头，并依靠其他全节点使用 merkle 证明来验证交易。

访问 Geth 控制台

现在您已经创建了一个节点，您可以通过在终端中打开一个新选项卡并运行以下命令来访问它：

geth attach

这会将 Geth 控制台（用于与区块链通信的 Javascript 环境）连接到您的运行节点。 这可以在全客户端模式和轻模式下完成。

控制台打开后，键入以下内容：

web3.eth.blockNumber

您应该输出一个数字（例如 5631487），代表以太坊网络的当前区块号。

创建一个新账户

要使用区块链，您需要有一个帐户。 使用 Geth以太坊节点类型，您可以通过在终端中运行以下命令来执行此操作：

geth account new

完成后，它会要求您输入密码以保护您的帐户。 确保使用安全密码并妥善保存。

当你运行 geth account new 时，Geth 所做的是更新 Geth 数据目录（Geth 存储所有必要数据的目录，包括块和块头信息）中的文件。 目录在各个平台的位置：

从其他客户端访问 Geth

当你启动 Geth 时，客户端会自动在端口 8545 上启动一个 RPC 服务器。你可以通过使用 web3js 或 web3j 等库连接到 localhost:8545 或使用 curl 或 wget 手动调用它来访问此端口上的 RPC 服务器及其方法.

要了解如何从正在运行的 Geth 实例（在启动您自己的区块链时私有，或在上面的说明中公开）与外部工具进行交互，请参阅此帖子。

综上所述

在这个简短的介绍中，我们介绍了 Geth、以太坊节点的类型及其用途。 您现在可以运行自己的 Geth 节点并使用第三方工具对其进行增强。 在以后的文章中，我们将介绍运行私有网络（您自己的带有 Geth 的以太坊区块链）等等。

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