比特币（4）：网络架构

比特币采用去中心化的P2P（点对点）的网络架构，所谓P2P是指网络中的每个节点都是对等的，不存在「特权」节点，这也是比特币「去中心化」的底层实现。

虽然比特币P2P网络中每个节点是对等的，但根据其功能不同，分为如下几种节点类型：

下面我来一一阐述每种节点的作用：

1. 网络路由节点

拥有网络路由功能的节点都可以作为网络路由节点，所有的网络路由节点通过TCP协议连成一张巨大的P2P网络。这里需要注意，对于单个节点来说，它并不需要与其它所有节点建立直接连接，否则性能会成为瓶颈，它只需要跟其相邻的几个节点建立直接连接即可，和其它节点是间接连接。

2. 全节点

全节点是指包含完整区块链数据库的节点，我们知道比特币从2009年1月诞生以来，平均每10分钟产生1个区块，目前为止已经产生了51万个区块，至少需要占用150G的磁盘空间。比特币刚诞生的时候，区块链数据库很小，大部分都是全节点，但随着区块链数据库越来越大，全节点的比例在不断缩小。

3. 简单支付验证（SPV）节点

对于跑在智能手机上的钱包客户端来说，下载整个区块链数据库肯定是不可行的（想象下如果你的iPhone手机为了跑比特币客户端需要占用超过150G的空间，我相信你肯定不会用它）。于是，简单支付验证（SPV）节点孕育而生，SPV节点只需要下载区块头，不用下载区块身（即交易信息），因此它占用的空间大大减少。

4. 独立矿工节点

所谓独立矿工节点是跟矿池相对立，是指不依赖其它节点的算力、单独进行挖矿的节点，因此它拥有完整的区块链数据库。在比特币前期，由于全网的算力不大，独立矿工还有生存空间（比如前几年比较流行的个人买矿机挖矿，甚至有些人还在手机上挖矿），但随着比特币价格一路攀升，全网算力越来越大，独立矿工节点的生存空间越来越小，除非是大的数据中心。

5. 矿池及其挖矿节点

前面说过，随着比特币全网算力越来越大，独立矿工挖到矿的概率越来越小，因此就产生了矿池。所谓矿池是指很多个挖矿节点集合在一起组成挖矿联盟，如果挖到矿，所获得的收益根据挖矿节点贡献的算力分摊，当然矿池还会收一部分管理费。这个挖矿联盟一般基于Pool或Stratum协议。

综上所述，比特币网络架构如下图所示：

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