比特币网络如何运作
比特币的本质是一个网络。本文将重点介绍比特币网络的特点。先说一下P2P网络的特点，网络上的节点是如何合作共同处理交易和打包区块的，再谈谈网络做了哪些看起来不像P2P的增强。
P2P 网络
比特币网络的最大特点是点对点。点对点的基本含义是每个节点的状态都是平等的，没有客户端和服务器的区别。
让我们来谈谈 P2P 的真正含义。 P2P的全称是peer-to-peer，参与这个网络的计算机之间存在对等关系，网络上没有任何节点享有特权。网络的整体功能不是由专门的中央服务器调度完成，而是在各个节点上共享。
P2P 网络本质上是开放的。互联网本身是一个非歧视性的 P2P 网络，所以 IP 网络上的节点都是平等的。虽然今天的互联网从上层看是很有层次的，但底层还是P2P。除了比特币，P2P 网络最著名的实际例子是 BitTorrent 文件共享网络。比特币的目标是去中心化控制，所以这种P2P的扁平化网络结构正好符合比特币。
简而言之，P2P的特点是平等和开放。
网络如何运作
接下来我们谈谈整个网络是如何工作的，交易是如何发布、验证和打包的。
节点既是交易的发送者又是记账人。 P2P 网络确定节点的状态是平等的。既然没有老板记录交易，当然会有很多普通节点共同记账。比特币白皮书的“网络”部分给出了比特币网络运行的步骤。首先需要转账的节点需要构造一笔交易，然后广播到全网。网络上的交易会形成一个交易池，每个节点都会选择费用较高的一个来处理，因为区块的大小毕竟是有限的。这样，很多节点会打包尽可能多的交易。注意，这些打包交易的集合不能称为区块比特币是如何运作起来的，因为节点需要参与所谓的算力竞赛，即挖矿。挖矿成功，得到工作量证明的随机数后，就可以得到合法的区块哈希，真正产生了区块。只有赢得算力竞赛的人才真正拥有记账权。
节点总是认为最长的链是正确的，并基于这条链进行操作。由于是去中心化网络，网络存在延迟，很多情况下，如果两个节点同时广播下一个区块的不同版本，有的节点可能先收到其中一个，而另一些节点收到另一个一个第一。那么会计权属于谁呢？节点拿到区块后，首先要验证区块中的交易是否合法。例如，有没有人摆弄并双花一些钱。如果验证失败，即使较早出现，该区块也将无效。会被所有人抛弃。如果区块验证通过，节点会根据它最先收到的节点添加后续区块，但保存后也会收到区块，这样区块链就会形成另一个分支，因为这个分支上还有其他节点上去生成下一个块，因此这个分支可能成为最长的链。当找到下一个工作量证明并产生下一个区块时，就会清楚哪个分支更长，发现自己在错误团队中的节点会切换到最长的分支。
网络非常容错。一个新的交易不一定要到达网络上的所有节点，只要有足够多的节点接收到该交易，它就可以在不久之后被包含在区块中。块广播也是容错的，所以不用担心个别信息的丢失。如果节点没有收到该块，那么当它收到下一个块时，它会发现自己少了一个块并再次请求。
所以，网络运行的基本形式是每个人都发送交易，并有权验证和记录交易。虽然任何人都可以验证区块的合法性，但只有赢得算力竞赛的节点才是最终唯一的记账人。当然，网络上每十分钟就会产生一个区块，而工作量证明机制也决定了记账过程除了算力竞赛之外还有一定的随机性，所以谁的算力最强谁就会总是做簿记员。
网络增强
通过以上对P2P的介绍，我们可以看到比特币真的是一个人人平等的开放系统。当然，在现实中，比特币网络并不是那么简单。为了达到更好的效率和更强的功能，比特币网络在P2P的基础上做了很多增强。
首先，应该清楚比特币节点分为不同的类别。在实践中，并不是所有连接到比特币网络的机器都会参与记账，比如钱包节点和一些路由节点。全节点是最完整的节点。它不仅具有钱包和路由功能，还保存了完整的区块链副本，还可以参与挖矿。还有一些专门的挖矿节点，可能是全节点，也可能功能不如全节点，以挖矿为主。
比特币网络也不是纯粹的 P2P 网络。在真正的 P2P 网络上，所有节点都应该有相同的方式和机会获取信息。但在实践中，挖矿节点参与算力竞赛对时间非常敏感，因此可能会使用 FIBER 等非 P2P 传输方式来获取数据。但是，技能是公开的，任何人都可以使用，因此不会影响网络的整体公平性。另外，很多钱包节点或者SPV节点也需要向保存完整区块链的全节点请求一些数据，所以也使用了非P2P通信协议。
总之，在实践中，比特币网络的节点扮演着不同的角色，通信协议在P2P的基础上也有一些叠加的方案。但需要强调的是，这些都是为了增强网络功能，不会从根本上改变比特币的公平性和公开性。
总结
比特币网络就是这样。综上所述，比特币是一个 P2P 网络。网络上的节点是平等的，有权发行交易和记账。在实践中，节点的角色有一定的分工，网络本身也在P2P的基础上做了一些非P2P的增强。但这些都是为了提高网络的效率和功能，所有机制都是开放的比特币是如何运作起来的，没有准入门槛，所以不会破坏整个网络的基本P2P性质。
参考：
