概述

以太坊节点由两个客户端组成：一个执行客户端和一个共识客户端。Geth 就是一个执行客户端。自从以太坊关闭了工作量证明并实施了权益证明后，Geth 就需要与另一款名为“共识客户端”的软件配对，以便跟踪以太坊区块链。

执行客户端（Geth）负责处理交易、交易广播、状态管理以及支持以太坊虚拟机 EVM。然而，Geth 并不负责构建区块、区块广播或处理共识逻辑。这些都是共识客户端的职责范围。

以下示意图展示了两个以太坊客户端之间的关系。这两个客户端各自连接到自己的对等网络（P2P）。这是因为执行客户端通过其 P2P 网络传播交易，使他们能够管理自己的本地交易池。共识客户端通过其 P2P 网络传播区块，从而实现共识和链的增长。

node-architecture

为了使这种双客户端结构能够运行，共识客户端必须能够将交易包传递给 Geth 以执行。本地执行交易是客户端验证交易不违反任何以太坊规则，并且提出的以太坊状态更新是正确的方式。同样，当节点被选为区块生产者时，共识客户端必须能够从 Geth 请求交易包以包含在新的区块中。这种客户端间的通信是通过使用引擎 API 的本地 RPC 连接来处理的。

安装

官方有介绍 多种方法安装 geth ，由于我们是目的阅读源码，所以选择本地编译 Geth，以便后续的调试和代码走读。

git clone --depth=1 git@github.com:ethereum/go-ethereum.git
make geth

生成账户

使用 Clef 生成账户被认为是最佳实践，主要是因为它将用户的密钥管理从 Geth 中解耦，使其更加模块化和灵活。

Clef 的newaccount子命令生成新账户，--keystore参数用于指示存储新生成的密钥的位置。在这个例子中，密钥库的位置是一个将自动创建的新目录：data/keystore

mkdir -p data/keystore && clef newaccount --keystore data/keystore

然后根据提示操作即可生成账号。更多账号管理方面的知识

启动 Clef

Clef 使用保存在密钥库中的私钥来签署交易，因此，需要与 Geth 同时运行，以便两个程序之间可以进行通信。

以下命令在 Sepolia 上启动 Clef：

启动 Geth

以下命令启动 geth：

  • --sepolia: 链接的网络是 Sepolia 以太坊测试网。
  • --datadir: Geth 应保存区块链数据的地方。
  • --http 标志。这启用了 http-rpc 服务器，允许外部程序通过发送 http 请求与 Geth 交互。默认情况下，http 服务器只在本地使用端口 8545 暴露：localhost:8545。
  • --authrpc.* 为共识客户端授权。
  • --singer: 将 Geth 指向 Clef。

执行上述命令将启动 Geth。仍需要有一个共识客户端，否则 Geth 将无法正确同步区块链。

更多 命令行参数。

启动共识客户端

有五种共识客户端可供选择，所有这些客户端都以相同的方式连接到 Geth。

由于测试的时候 prysm 不能正常同步 sepolia checkpoint, 改用 lighthouse:

默认情况下，Geth 使用 snap-sync，它根据共识客户端提供的的信息顺序下载区块，而不是创世区块。它将数据保存在data/geth/chaindata/的文件中。一旦验证了header的顺序，Geth 在开始“状态修复（state healing）”阶段更新新到达数据的状态之前，会下载区块体和状态数据。这一点可以通过打印到终端的日志来确认。终端中应该有一个快速增长的日志序列，其语法如下：

INFO [04-29][15:54:09.238] Looking for peers             peercount=2 tried=0 static=0
INFO [04-29][15:54:19.393] Imported new block headers    count=2 elapsed=1.127ms  number=996288  hash=09f1e3..718c47 age=13h9m5s
INFO [04-29][15:54:19:656] Imported new block receipts   count=698  elapsed=4.464ms number=994566 hash=56dc44..007c93 age=13h9m9s

此消息将定期显示，直到状态恢复完成为止：

INFO [10-20|20:20:09.510] State heal in progress                   accounts=313,<309@17.95MiB> slots=363,<525@28.77MiB> codes=<7222@50.73MiB> nodes=49,616,<912@12.67GiB> pending=29805

当状态恢复完成后，节点将同步并准备好使用。

向 http 服务器发送一个空的 Curl 请求是确认服务器已经无问题启动的快速方法。在终端中运行以下命令：

curl <http://localhost:8545>

如果终端没有报告错误信息，那么一切都正常。

vscode

如果当前使用的 vscode，可以直接使用下面的 tasks.json 来简化上面的工作。

控制台

Geth 提供了一个暴露 Web3.js API 的 Javascript 控制台来与区块链进行交互，但是更推荐使用 Foundry cast 工具。