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목적 및 범위

이 문서는 노드 발견, 피어 연결 관리, 블록체인 동기화, 메시지 전파를 처리하는 StableNet의 피어 투 피어 네트워킹 하위 시스템에 대한 개요를 제공합니다.
네트워킹 레이어는 Ethereum의 DevP2P 프로토콜 스택을 기반으로 구축되며, 블록 및 트랜잭션 교환을 위한 eth 프로토콜을 구현합니다. 특정 네트워킹 컴포넌트에 대한 자세한 내용은 다음을 참조하세요: 트랜잭션 전파 세부사항은 Transaction Lifecycle을 참조하세요.
블록 생성 및 브로드캐스팅은 Block Production and Mining을 참조하세요.

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네트워킹 아키텍처 개요

StableNet의 네트워킹 레이어는 네트워크 연결을 유지하고 블록체인 상태를 동기화하기 위해 함께 작동하는 네 가지 주요 하위 시스템으로 구성됩니다.

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P2P 서버

p2p.Server는 네트워킹 스택의 기반으로, 모든 피어 연결의 라이프사이클을 관리합니다.
피어 발견, 연결 설정, 프로토콜 협상, 정상적인 연결 해제를 조정합니다. 서버는 서로 다른 피어 카테고리를 유지합니다:
  • 동적 피어: DHT 메커니즘을 통해 발견되며 연결 제한의 대상이 됩니다
  • 정적 피어: 연결 해제 시 항상 재연결되는 사전 구성된 노드
  • 신뢰 피어: MaxPeers 제한을 우회하고 우선 처리를 받는 노드
주요 컴포넌트:
ComponentTypePurpose
Server.localnode*enode.LocalNode로컬 노드의 ENR 레코드 및 신원
Server.ntab*discover.UDPv4Discovery v4 테이블
Server.DiscV5*discover.UDPv5Discovery v5 테이블
Server.dialsched*dialScheduler아웃바운드 연결 시도 조정
Server.peersmap[enode.ID]*Peer현재 연결된 피어 집합
서버는 다음을 처리하는 메인 이벤트 루프를 운영합니다:
  • 피어 연결 설정 단계 관리
  • 피어 연결 해제 처리
  • 신뢰 피어 목록 동적 갱신
  • 스레드 안전한 피어 집합 접근 보장

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피어 발견

StableNet은 동시에 작동할 수 있는 여러 피어 발견 메커니즘을 지원합니다:
MechanismProtocolUse Case
Discovery v4UDP / Kademlia DHT퍼블릭 네트워크 기본 발견
Discovery v5UDP / Topic 기반고급 발견 및 토픽 필터링
DNS DiscoveryDNS TXT부트스트랩 및 알려진 노드
Static Nodes구성 파일영구 피어 관계
Trusted Nodes구성 파일우선 처리 피어
발견 서비스는 후보 피어를 dialScheduler에 전달하며 다음 정책을 적용합니다:
  • 인바운드/아웃바운드 비율 유지
  • 중복 다이얼 방지
  • 실패 연결에 대한 지수 백오프
  • 신뢰 피어에 대한 제한 완화

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Fork ID 검증

전체 피어 관계를 설정하기 전에 노드는 fork ID(EIP-2124)를 교환하여 체인 호환성을 검증합니다.
fork ID는 제네시스 해시와 향후 포크 블록 번호를 기반으로 계산됩니다: 
ForkID = CRC32(genesisHash + fork1Block + fork2Block + ...)
호환되지 않는 fork ID를 가진 피어는 핸드셰이크 단계에서 거부되어 네트워크 분할을 방지합니다.

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체인 동기화

체인 동기화 하위 시스템은 피어로부터 블록체인 데이터를 다운로드하고 검증합니다.
이 시스템은 여러 컴포넌트가 협력하여 동작합니다. 다이어그램: 동기화 컴포넌트 상호 작용

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동기화 모드

StableNet은 노드 상태에 따라 다음 동기화 모드를 지원합니다:
ModeDescriptionUse Case
FullSync모든 블록 다운로드 및 실행아카이브 노드
SnapSync상태 스냅샷 + 최신 블록빠른 초기 동기화
LightSync헤더 및 요청 기반 데이터제한적 클라이언트

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다운로더

다운로더는 다음 작업을 수행합니다:
  • 공통 조상 블록 탐색
  • 스켈레톤 체인 구성
  • 병렬 데이터 다운로드
  • 메모리 기반 큐 제한
  • 검증 후 체인 삽입

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프로토콜 핸들러

프로토콜 핸들러는 P2P 레이어와 블록체인 로직을 연결하며 메시지를 라우팅합니다. 다이어그램: 프로토콜 핸들러 메시지 흐름

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프로토콜 버전 관리

StableNet은 eth/68 프로토콜을 구현합니다.
핸드셰이크 중 프로토콜 버전과 체인 정보가 교환됩니다: 
Handshake {
    ProtocolVersion: 68
    NetworkID: <chain ID>
    TD: <total difficulty>
    Head: <head block hash>
    Genesis: <genesis hash>
    ForkID: <fork identifier>
}
피어는 동일한 제네시스 해시와 호환되는 fork ID를 가져야 연결됩니다.

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메시지 처리

요청/응답 메시지:
  • GetBlockHeaders / BlockHeaders
  • GetBlockBodies / BlockBodies
  • GetReceipts / Receipts
  • GetPooledTransactions / PooledTransactions
브로드캐스트 메시지:
  • NewBlock
  • NewBlockHashes
  • Transactions
  • NewPooledTransactionHashes
스마트 전파 전략을 사용하여 대역폭과 전파 속도를 균형 있게 유지합니다.

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피어 관리

각 피어는 다음 라이프사이클을 거칩니다:
  1. 발견
  2. 다이얼링
  3. 암호화 핸드셰이크
  4. 프로토콜 핸드셰이크
  5. 등록
  6. 메시지 교환
  7. 연결 해제
P2P 레이어는 전송과 암호화를, eth 레이어는 블록체인 로직을 담당합니다.

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피어 평판

다운로더는 피어 성능을 지속적으로 추적합니다:
  • 헤더 처리 용량
  • 본문 처리 용량
  • 영수증 처리 용량
  • 왕복 지연 시간
이 평판 정보는 동기화 요청 시 피어 선택에 사용됩니다.

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네트워크 보안

네트워킹 레이어는 다음 보안 메커니즘을 포함합니다:
MechanismPurpose
연결 수 제한리소스 고갈 방지
인바운드 제한연결 스팸 방어
Fork ID 검증체인 분리 방지
평판 기반 제거악성 피어 차단
메시지 크기 제한메모리 공격 방지
요청 수 제한I/O 및 대역폭 보호
피어는 프로토콜 위반, 과도한 리소스 사용, 호환성 문제 등으로 제거될 수 있습니다.