从libp2p入门,开始区块链开发

晓道
更新于 2022-03-06 13:54
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从libp2p入门,开始区块链开发

libp2p 库是由ipfs组织开发的一个p2p开发包，现在不少区块链项目都构建在libp2p的基础之上。

libp2p是一个跨语言的p2p 基础实现。
支持的语言有，go,js,rust,python几种，目前go,js,rust有官方的入门教程。

我选择用go 语言来开始这个入门教程。

## 环境

首先我使用的go 版本是 1.18，版本不同对于安装libp2p依赖有一些差异。

## 建立项目

```
mkdir p001
cd p001
go mod init p001
go get github.com/libp2p/go-libp2p@v0.18.0-rc5
```

在安装依赖的时候如果使用golang 1.17 可以不指定版本

## 开始一个节点

```
package main

import (
	"fmt"
	"github.com/libp2p/go-libp2p"
)

func main() {
	// 建立一个p2p节点，默认配置
	node, err := libp2p.New()
	if err != nil {
		panic(err)
	}

// 打印节点的所有地址
	fmt.Println("Listen addresses:", node.Addrs())

// 关闭节点，然后退出
	if err := node.Close(); err != nil {
		panic(err)
	}
}
```

输出如下：

```
➜ go run .\app.go
Listen addresses: [/ip4/192.168.2.22/tcp/60026 /ip4/127.0.0.1/tcp/60026 /ip6/::1/tcp/60027]
```

使用节点默认配置，上面监听的都是本地地址，端口也是随机的。
也可以使用自定义配置，如绑定一个公网ip和端口。

## 绑定ip、端口

做如下修改

```
node, err := libp2p.New(libp2p.ListenAddrStrings("/ip4/127.0.0.1/tcp/2000"),)
```

### 地址定义

数据传输建立在节点连接的基础上，在可以拨号远程节点并建立连接之前，需要知道远程节点的监听地址。因为每种传输协议都有自己的地址格式，所以Libp2p使用一种称为“multiaddr”的编码方案来统一不同的协议的地址格式。

TCP/IP传输协议“multiaddr”的描述如下:

/ip4/127.0.0.1/tcp/9999
UDP传输协议“multiaddr”的描述如下:

/ip4/127.0.0.1/udp/9998
用这种描述方式来代替127.0.0.1:9999的好处是什么呢？

“multiaddr”能更明确的描述使用的协议，如127.0.0.1属于IPv4协议，9999属于TCP协议，9998属于UDP协议。

以上为“multiaddr”描述的节点监听地址，当拨号一个节点时也是使用“multiaddr”，但需要加上远程节点的ID，例如：

/ip4/192.168.100.100/tcp/9999/p2p/QmcEPrat8ShnCph8WjkREzt5CPXF2RwhYxYBALDcLC1iV6
这样就知道对方使用IP4，地址:192.168.100.100，TCP协议，端口：9999，是一个P2P节点，节点ID：QmcEPrat8ShnCph8WjkREzt5CPXF2RwhYxYBALDcLC1iV6。

上面是复制的别人文章，大家这么使用就好了。

## 提供一个ping 服务

在libp2p的包里面，默认已经支持了ping服务，我们只需要导入ping的包就可以了
这么使用：

ps := ping.NewPingService(node)

```
这样就可以在程序里增加ping服务
打印节点的multiaddr
```

```
for _, v := range node.Addrs() {
	fmt.Printf("%s/p2p/%s\n", v, node.ID())
}
```

输出如下：

```
Listen addresses: [/ip4/127.0.0.1/tcp/2000]
/ip4/127.0.0.1/tcp/2000/p2p/QmVeG1AMxy5D5MDMZSyLN4VAKMEFjPVvma3Wj1oVuA4dKy
```

## 一个使用ping服务的客户端

几个步骤

1. 初始化节点
2. 把ping服务节点的地址添加到Peerstore
3. 添加自己的ping服务
4. 通过ping服务发起ping,服务节点回复pong

前面三步的代码如下：

```
node, err := libp2p.New(
	libp2p.ListenAddrStrings("/ip4/127.0.0.1/tcp/0"),
	libp2p.Ping(false),
) //初始化节点 
if err != nil {
	panic(err)
}
addr, err := multiaddr.NewMultiaddr(*dest) //"/ip4/127.0.0.1/tcp/2000/p2p/QmVeG1AMxy5D5MDMZSyLN4VAKMEFjPVvma3Wj1oVuA4dKy")
if err != nil {
	panic(err)
}
info, err := peer.AddrInfoFromP2pAddr(addr)
if err != nil {
	panic(err)
}
node.Peerstore().AddAddrs(info.ID, info.Addrs, peerstore.PermanentAddrTTL) //把ping服务节点的地址添加到Peerstore 
if err != nil {
	panic(err)
}
```

添加ping服务和发起ping:

```
ps := ping.NewPingService(node)
fmt.Println("sending 5 ping messages to", addr)
ch := ps.Ping(context.Background(), info.ID) //发起ping，id是提供pong服务的node id
for i := 0; i < 5; i++ {
	res := <-ch
	fmt.Println("got ping response!", "RTT:", res.RTT)
}
```

运行结果如下：

```
go run .\client\app.go -d /ip4/127.0.0.1/tcp/2000/p2p/QmVeG1AMxy5D5MDMZSyLN4VAKMEFjPVvma3Wj1oVuA4dKy
sending 5 ping messages to /ip4/127.0.0.1/tcp/2000/p2p/QmVeG1AMxy5D5MDMZSyLN4VAKMEFjPVvma3Wj1oVuA4dKy
got ping response! RTT: 0s
got ping response! RTT: 0s
got ping response! RTT: 1.0011ms
got ping response! RTT: 0s
got ping response! RTT: 0s
```

就这样一个最简单的libp2p例子就做好了。

我这个例子和官方的还是有些不一样，
官方的例子，其实比较传统，比如他有connect 代码，其实在这个例子中Ping的时候指定了，node id,他是会自动去连接的，不需要显式的去发起connect

代码提交到了github，
[golang use libp2p](https://github.com/daodao2007/p001) 详细的可以看代码

参考文档：
[docs.libp2p.io](https://docs.libp2p.io/tutorials/getting-started/go/)
[官方 golang examples](https://github.com/libp2p/go-libp2p/tree/master/examples)

libp2p 库是由ipfs组织开发的一个p2p开发包，现在不少区块链项目都构建在libp2p的基础之上。

libp2p是一个跨语言的p2p 基础实现。支持的语言有，go,js,rust,python几种，目前go,js,rust有官方的入门教程。

我选择用go 语言来开始这个入门教程。

环境

首先我使用的go 版本是 1.18，版本不同对于安装libp2p依赖有一些差异。

建立项目

mkdir p001
cd p001
go mod init p001
go get github.com/libp2p/go-libp2p@v0.18.0-rc5

在安装依赖的时候如果使用golang 1.17 可以不指定版本

开始一个节点

package main

import (
    "fmt"
    "github.com/libp2p/go-libp2p"
)

func main() {
    // 建立一个p2p节点，默认配置
    node, err := libp2p.New()
    if err != nil {
        panic(err)
    }

    // 打印节点的所有地址
    fmt.Println("Listen addresses:", node.Addrs())

    // 关闭节点，然后退出
    if err := node.Close(); err != nil {
        panic(err)
    }
}

输出如下：

➜ go run .\app.go
Listen addresses: [/ip4/192.168.2.22/tcp/60026 /ip4/127.0.0.1/tcp/60026 /ip6/::1/tcp/60027]

使用节点默认配置，上面监听的都是本地地址，端口也是随机的。也可以使用自定义配置，如绑定一个公网ip和端口。

绑定ip、端口

做如下修改

node, err := libp2p.New(libp2p.ListenAddrStrings("/ip4/127.0.0.1/tcp/2000"),)

地址定义

TCP/IP传输协议“multiaddr”的描述如下:

/ip4/127.0.0.1/tcp/9999 UDP传输协议“multiaddr”的描述如下:

/ip4/127.0.0.1/udp/9998 用这种描述方式来代替127.0.0.1:9999的好处是什么呢？

“multiaddr”能更明确的描述使用的协议，如127.0.0.1属于IPv4协议，9999属于TCP协议，9998属于UDP协议。

以上为“multiaddr”描述的节点监听地址，当拨号一个节点时也是使用“multiaddr”，但需要加上远程节点的ID，例如：

/ip4/192.168.100.100/tcp/9999/p2p/QmcEPrat8ShnCph8WjkREzt5CPXF2RwhYxYBALDcLC1iV6 这样就知道对方使用IP4，地址:192.168.100.100，TCP协议，端口：9999，是一个P2P节点，节点ID：QmcEPrat8ShnCph8WjkREzt5CPXF2RwhYxYBALDcLC1iV6。

上面是复制的别人文章，大家这么使用就好了。

提供一个ping 服务

在libp2p的包里面，默认已经支持了ping服务，我们只需要导入ping的包就可以了这么使用：

ps := ping.NewPingService(node)

这样就可以在程序里增加ping服务
打印节点的multiaddr

for _, v := range node.Addrs() {
    fmt.Printf("%s/p2p/%s\n", v, node.ID())
}

输出如下：

Listen addresses: [/ip4/127.0.0.1/tcp/2000]
/ip4/127.0.0.1/tcp/2000/p2p/QmVeG1AMxy5D5MDMZSyLN4VAKMEFjPVvma3Wj1oVuA4dKy

一个使用ping服务的客户端

几个步骤

初始化节点
把ping服务节点的地址添加到Peerstore
添加自己的ping服务
通过ping服务发起ping,服务节点回复pong

前面三步的代码如下：

node, err := libp2p.New(
    libp2p.ListenAddrStrings("/ip4/127.0.0.1/tcp/0"),
    libp2p.Ping(false),
) //初始化节点 
if err != nil {
    panic(err)
}
addr, err := multiaddr.NewMultiaddr(*dest) //"/ip4/127.0.0.1/tcp/2000/p2p/QmVeG1AMxy5D5MDMZSyLN4VAKMEFjPVvma3Wj1oVuA4dKy")
if err != nil {
    panic(err)
}
info, err := peer.AddrInfoFromP2pAddr(addr)
if err != nil {
    panic(err)
}
node.Peerstore().AddAddrs(info.ID, info.Addrs, peerstore.PermanentAddrTTL) //把ping服务节点的地址添加到Peerstore 
if err != nil {
    panic(err)
}

添加ping服务和发起ping:

ps := ping.NewPingService(node)
fmt.Println("sending 5 ping messages to", addr)
ch := ps.Ping(context.Background(), info.ID) //发起ping，id是提供pong服务的node id
for i := 0; i &lt; 5; i++ {
    res := &lt;-ch
    fmt.Println("got ping response!", "RTT:", res.RTT)
}

运行结果如下：

go run .\client\app.go -d /ip4/127.0.0.1/tcp/2000/p2p/QmVeG1AMxy5D5MDMZSyLN4VAKMEFjPVvma3Wj1oVuA4dKy
sending 5 ping messages to /ip4/127.0.0.1/tcp/2000/p2p/QmVeG1AMxy5D5MDMZSyLN4VAKMEFjPVvma3Wj1oVuA4dKy
got ping response! RTT: 0s
got ping response! RTT: 0s
got ping response! RTT: 1.0011ms
got ping response! RTT: 0s
got ping response! RTT: 0s

就这样一个最简单的libp2p例子就做好了。

我这个例子和官方的还是有些不一样，官方的例子，其实比较传统，比如他有connect 代码，其实在这个例子中Ping的时候指定了，node id,他是会自动去连接的，不需要显式的去发起connect

代码提交到了github， golang use libp2p 详细的可以看代码

参考文档： docs.libp2p.io 官方 golang examples