CN109981405B - 节点管理方法、装置及计算机可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种节点管理方法、装置及计算机可读存储介质，该方法包括：通过节点检测模块检测区块链网络中区块链节点的当前运行状况，其中，所述节点检测模块部署在所述区块链网络中；基于所述区块链节点的当前运行状况，对所述区块链节点分别进行管理。通过这种方式，本发明能够自动管理节点。

Description

节点管理方法、装置及计算机可读存储介质

技术领域

本发明涉及区块链网络技术领域，尤其涉及一种节点管理方法、装置及计算机可读存储介质。

背景技术

区块链网络中的区块链节点按照角色可分为共识节点、记账节点和共识候选节点等，其中，记账节点特别需要很强的算力。

当参与共识的区块链节点过多，共识的过程占用大量的网络资源，一些区块链节点，例如弱算力节点过多，其在不停追块的过程中容易引起网络抖动，使区块链网络不稳定，进而造成生成区块的效率降低，甚至无法生成区块或者连接到不安全的节点，导致交易受到影响。

目前区块链网络中的区块链节点无法通过自身状况描述网络状况，在节点过多形成广播风暴或者一些节点出现网络抖动，影响整个区块链网络的运行时，没有对应的自动管理节点的解决方案。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种节点管理方法、装置及计算机可读存储介质，旨在解决无法自动管理节点的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种节点管理方法，所述方法包括：通过节点检测模块检测区块链网络中区块链节点的当前运行状况，其中，所述节点检测模块部署在所述区块链网络中；基于所述区块链节点的当前运行状况，对所述区块链节点分别进行管理。

优选地，所述基于所述区块链节点的当前运行状况，对所述区块链节点分别进行管理，包括：基于所述区块链节点的当前运行状况，确定所述区块链节点的当前性能状况；对所述区块链节点的当前性能状况进行排序；使当前节点选择与排序在前的目标节点相连，所述区块链节点包括当前节点和与所述当前节点相连的目标节点。

优选地，所述节点检测模块是独立于所述区块链节点的检测程序。

优选地，所述节点检测模块是所述区块链节点的一部分。

优选地，所述区块链节点的当前运行状况包括所述区块链节点的当前网络连接状况、所述区块链节点的当前算力性能、所述区块链节点的当前行为、所述区块链节点的当前状态以及所述区块链节点的日志。

优选地，所述节点检测模块包括内置节点检测模块和/或外置节点检测模块。

优选地，所述方法还包括：通过所述内置节点检测模块检测所述外置节点检测模块的运行状况；基于所述外置节点检测模块的运行状况，对所述外置节点检测模块进行管理。

优选地，所述外置节点检测模块的运行状况包括所述外置节点检测模块运行时所占用的所述区块链节点处的资源的状况；所述外置节点检测模块的运行状况还包括所述外置节点检测模块的活跃度。

优选地，所述基于所述外置节点检测模块的运行状况，对所述外置节点检测模块进行管理，包括：基于所述外置节点检测模块的运行状况，管理所述外置节点检测模块的版本、生命周期、所使用的资源中的至少一个。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种节点管理装置，所述装置包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上任一项所述的方法的步骤。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上任一项所述的方法的步骤。

本发明实施例提出的一种节点管理方法、装置及计算机可读存储介质，通过在区块链网络中部署节点检测模块，节点检测模块可以检测区块链节点的当前运行状况，进而获得区块链节点的当前运行状况，据此即可对区块链节点进行管理，实现能够自动管理节点的技术效果。

附图说明

图1是本发明实施例方案涉及的区块链网络的架构示意图；

图2是本发明节点管理方法一实施例的流程示意图；

图3是图2中步骤S102的细化流程示意图；

图4是本发明节点管理方法一实际应用中节点检测模块的结构示意图；

图5是本发明节点管理方法另一实际应用中节点检测模块的结构示意图；

图6是本发明节点管理方法另一实施例的流程示意图；

图7是本发明节点管理方法又一实施例的流程示意图；

图8是本发明节点管理装置一实施例的结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在详细说明本发明技术方案之前，先简单介绍一下与本发明相关的现有技术情况。

区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式；其特点是去中心化、公开透明，让每个人均可参与数据库记录。区块链的基本原理理解起来并不难，其基本概念包括：交易(Transaction)，是指一次操作，导致账本状态的一次改变，如添加一条记录；区块(Block)，是指记录一段时间内发生的交易和状态结果，是对当前账本状态的一次共识；链(Chain)，是指由一个个区块按照发生顺序串联而成，是整个状态变化的日志记录。如果把区块链作为一个状态机，则每次交易就是试图改变一次状态，而每次共识生成的区块，就是参与者对于区块中所有交易内容导致状态改变的结果进行确认。

用通俗的话阐述，如果把数据库假设成一本账本，读写数据库就可以看做一种记账的行为，区块链技术的原理就是在一段时间内找出记账最快最好的人，由这个人来记账，然后将账本的这一页信息发给整个系统里的其他所有人。这也就相当于改变数据库所有的记录，发给全网的其他每个区块链节点，所以区块链技术也称为分布式账本(distributedledger)。

区块链网络是去中心化的网络，是一个对等(P2P，peer-to-peer)的网络。在区块链的网络体系中是不存在中心化的服务器和各种层次结构，每一个区块链节点都是对等的，各个区块链节点共同提供网络服务。区块链网络中的区块链节点按照角色可分为共识节点、记账节点和共识候选节点等，其中，记账节点特别需要很强的算力。

由于现有技术中，当参与共识的区块链节点过多，共识的过程占用大量的网络资源，例如弱算力节点过多，其在不停追块的过程中容易引起网络抖动，使区块链网络不稳定，进而造成生成区块的效率降低，甚至无法生成区块或者连接到不安全的节点，会导致交易受到影响。区块链网络中的区块链节点无法通过自身状况描述网络状况，在节点过多形成广播风暴或者一些节点出现网络抖动，影响整个区块链网络的运行时，没有对应的自动管理节点的解决方案。

本发明提供一种解决方案，通过节点检测模块检测区块链网络中区块链节点的当前运行状况，其中，节点检测模块部署在区块链网络中；基于区块链节点的当前运行状况，对区块链节点分别进行管理。通过这种方式，能够自动管理节点，具体说明如下。

参见图1，图1是本发明实施例方案涉及的区块链网络的架构示意图。如图1所示，该区块链网络包括节点1、节点2、节点3、节点4、节点5、节点6、节点7、节点8、……。节点1至节点8之间的部分连接关系参见图1，在区块链的网络体系中，不存在中心化的服务器和各种层次结构，每一个区块链节点都是对等的，各个区块链节点共同提供网络服务。

参照图2，图2是本发明节点管理方法第一实施例的流程示意图，该方法包括：

步骤S101：通过节点检测模块检测区块链网络中区块链节点的当前运行状况，其中，节点检测模块部署在区块链网络中。

节点检测模块部署在区块链网络中，是指创建节点检测模块，并使节点检测模块与区块链节点连接。一方面，在具体部署时，一个检测模块可以分别与多个区块链节点连接；或者每个区块链节点连接一个分的检测模块，多个分的检测模块可以汇总连接至总的检测模块；或者在部署时只选择将节点检测模块部署在部分区块链网络中，以获得部分区块链节点的当前运行状况；或者在部署时将节点检测模块部署在整个区块链网络中，以获得整个区块链网络中每个区块链节点的当前运行状况；或者在部署时将节点检测模块部署在整个区块链网络中，根据网络的实际运行状况，选择性运行节点检测模块，以获得部分区块链节点的当前运行状况；等等。另一方面，在具体部署时，节点检测模块可以作为一个独立的模块部署在区块链节点之外(例如：在已存在区块链网络中部署节点检测模块)，或者，节点检测模块可以作为一个独立的模块部署在区块链节点中，即节点检测模块是区块链节点的一部分，但是节点检测模块执行检测时是独立的(例如：在部署区块链网络的同时也部署节点检测模块)，或者一部分节点检测模块作为一个独立的模块部署在区块链节点之外，一部分节点检测模块是区块链节点的一部分；等等。节点检测模块的具体部署方案可以根据具体的实际应用来确定，在此不做限定。

例如，参见图1，如果需要获得节点3(当前节点)以及与节点3相连的各个节点(节点1、节点2、节点5、节点6以及节点8)的当前运行状况，则可将节点检测模块部署在区块链网络中，使节点检测模块检测节点3、节点1、节点2、节点5、节点6以及节点8的当前运行状况。

又如，如果需要获得节点3和节点7(当前节点)以及与节点3和节点7相连的各个节点(节点1、节点2、节点5、节点6、节点8、节点4)的当前运行状况，则可将节点检测模块部署在区块链网络中，使节点检测模块检测节点3、节点7、节点1、节点2、节点5、节点6、节点8以及节点4的当前运行状况。

区块链节点的当前运行状况包括但不限于：区块链节点的网络连接强度、传输速度、状态、行为等等信息。

步骤S102：基于区块链节点的当前运行状况，对区块链节点分别进行管理。

根据区块链节点的当前运行状况，可以大致判断出区块链节点当前是否异常，据此可以对区块链节点进行管理，例如：使异常的区块链节点退出网络，使异常的区块链节点减少连接，使异常的区块链节点减少执行操作的频率，调整某些区块链节点的业务，检测异常的区块链节点发送异常的原因并排除原因，等等。

本发明实施例通过在区块链网络中部署节点检测模块，节点检测模块可以检测区块链节点的当前运行状况，进而获得区块链节点的当前运行状况，据此即可对区块链节点进行管理，实现能够自动管理节点的技术效果。

参见图3，在另一实施例中，步骤S102，基于区块链节点的当前运行状况，对区块链节点分别进行管理，具体可以包括：子步骤S1021、子步骤S1022以及子步骤S1023。

子步骤S1021：基于区块链节点的当前运行状况，确定区块链节点的当前性能状况。

区块链节点的当前运行状况运行状况良好，基本可以判定区块链节点的当前性能状况良好，如果区块链节点的当前运行状况运行状况异常，基本可以判定区块链节点的当前性能状况异常。

子步骤S1022：对区块链节点的当前性能状况进行排序。

子步骤S1023：使当前节点选择与排序在前的目标节点相连，区块链节点包括当前节点和与当前节点相连的目标节点。

例如：参见图1，如果节点检测模块检测到与节点3相连的节点1、节点2、节点5、节点6以及节点8的当前运行状况后，评分分别为96、83、45、65。当前性能状况的评分由大到小的排序为节点1、节点2、节点6、节点5，据此当前节点(节点3)可以选择与排序在前的目标节点(例如节点1、节点2)相连。

本发明实施例，由于通过区块链节点的当前运行状况确定其当前性能状况，在当前节点连接时，选择与当前性能状况排序在前的目标节点相连，通过这种方式，可以使得当前节点能选择更优质的目标节点与其相连，加强区块链网络的稳定性。

在又一实施例中，节点检测模块是独立于区块链节点的检测程序。以检测程序的方式而非硬件的方式部署节点检测模块，通过这种方式，能够节约部署成本，且简单可控，方便管理。

在又一实施例中，节点检测模块是区块链节点的一部分。将节点检测模块直接部署在区块链节点中，成为区块链节点的一部分，通过这种方式，便于区块链网络的统一规划和统一管理。

在又一实施例中，区块链节点的当前运行状况包括区块链节点的当前网络连接状况、区块链节点的当前算力性能、区块链节点的当前行为、区块链节点的当前状态以及区块链节点的日志。通过这种方式，可以获得区块链节点详细的当前运行状况，从而为更加准确地评估区块链节点的当前运行状况提供技术支持，为更加精细化地管理区块链节点提供技术支持。

参见图4，在一实际应用中，检测上述区块链节点的当前运行状况可以由节点检测模块1的五个单元来完成，即网络检测单元11、区块链节点检测单元12、行为检测单元13、状态检测单元14以及日志检测单元15；其中，区块链节点检测单元12分别与网络检测单元11、行为检测单元13、状态检测单元14以及日志检测单元15连接。

具体地，区块链节点开始工作后，网络检测单元11即启动，并连接到区块链节点检测单元12，网络检测单元11负责检测未验证的TCP连接和邻居，并处理这些连接上的错误。

区块链节点检测单元12启动后，先计算已有的交易和合约数量，然后每当区块产生后，更新交易和合约数量，以及计算新区块产生速度和平均区块产生速度。区块链节点检测单元12还负责收集区块数量、新区块产生速度、平均区块产生速度、交易数量、合约数量、未决队列(pending queued)交易的数量等；区块链节点检测单元12可以通过区块链节点的应用程序编程接口(API，Application Programming Interface)

API获取的所有传输控制协议(TCP，Transmission Control Protocol)连接和邻居(Peer)，以及当前节点黑名单等数据。

行为检测单元13负责检测区块链节点的行为，所有的区块链节点行为都将被检测和记录，比如该区块链节点发起交易或合约、验证交易或合约、产生区块、启动或关闭某些服务、建立或断开连接、发现邻居等行为。

状态检测单元14负责检测区块链节点的状态信息，比如该区块链节点的运行时间、网络状态、节点自动化测试结果。状态检测单元14开启后，周期性运行区块链节点自动化测试，生成测试报告，并记录自动化测试结果，向区块链节点检测单元12提交简要测试报告。

日志检测单元15负责检测区块链节点的日志，检查该区块链节点是否存在日志，当区块链节点检测单元12获取节点日志的时候，由该日志检测单元15提供。

节点检测模块1与每一个区块链节点建立TCP连接，通过API获取区块链节点检测单元12的所有数据，以图形化的方式展示数据，并且可以突出异常的区块链节点，通过收集的数据快速分析与定位异常的区块链节点的位置和原因；同时节点检测模块1还提供一些辅助功能，使用区块链节点API获取关于节点、区块、交易和合约等的详细信息。

参见图5，在又一实施例中，根据节点检测模块的创建方式以及功能的不同，通常将节点检测模块分为两种类型：内置节点检测模块2和外置节点检测模块3。内置节点检测模块2，其在区块链节点创建后即存在并可提供服务；外置节点检测模块3，其由用户通过调用区块链节点的API接口所创建的新的节点检测模块。即节点检测模块包括内置节点检测模块2、外置节点检测模块3，或内置节点检测模块2和外置节点检测模块3(如图5所示)。

在不同的区块链网络平台上，内置节点检测模块2和外置节点检测模块3的安装和执行需要不同的资源。内置节点检测模块2由于在区块链节点创建后即已存在并可提供服务，其不需要额外资源。外置节点检测模块3的运行需要额外的资源，通常其在沙盒4中运行。在计算机安全领域，沙盒(sandbox)是一种安全机制，为运行中的程序提供的隔离环境，通常是作为一些来源不可信、具破坏力或无法判定程序意图的程序提供实验之用。

进一步，参见图6，该方法还包括：

步骤S201：通过内置节点检测模块检测外置节点检测模块的运行状况。

步骤S202：基于外置节点检测模块的运行状况，对外置节点检测模块进行管理。

内置节点检测模块不仅具有外置节点检测模块的特性，同时其在区块链节点创建时即存在，不需要额外的资源。外置节点检测模块是用户通过调用区块链节点的API接口所创建的新的节点检测模块，运行需要额外的资源。

在区块链节点上，可以根据应用需要运行多个外置节点检测模块，为了对运行的外置节点检测模块进行有效地管理，可以检测这些外置节点检测模块的运行状况。基于外置节点检测模块的运行状况，可以大概判断外置节点检测模块当前的运行状况，例如功能是否异常、使用频率如何，等等，据此可以对外置节点检测模块进行管理，例如当外置节点检测模块的功能异常、使用频率不高等时，可以关闭外置节点检测模块，以节约资料，提高效率。

通过内置节点检测模块检测外置节点检测模块的运行状况，进而对外置节点检测模块进行管理，能够提高资源使用的合理性。

其中，外置节点检测模块的运行状况包括外置节点检测模块运行时所占用的区块链节点处的资源的状况；外置节点检测模块的运行状况还包括外置节点检测模块的活跃度。

外置节点检测模块的运行状况可以包括运行中的外置节点检测模块所占用的区块链节点处的资源的状况，诸如存储器使用状况、中央处理器(CPU，Central ProcessingUnit)使用状况、网络带宽使用状况、数据存储设备的使用状况等。外置节点检测模块的运行状况还可以包括外置节点检测模块的活跃度。可以理解，活跃度可以由多种形式表征，例如，一定时间内的使用频率等。

其中，步骤S202，基于外置节点检测模块的运行状况，对外置节点检测模块进行管理，具体可以包括：基于外置节点检测模块的运行状况，管理外置节点检测模块的版本、生命周期、所使用的资源中的至少一个。

管理区块链节点处的外置节点检测模块可以包括管理外置节点检测模块的版本；管理外置节点检测模块的生命周期，诸如安装、停止服务等；管理外置节点检测模块所使用的资源，进而管理区块链节点的连接。

参见图7，下面以一个具体的实施例来具体说明利用内置节点检测模块管理外置节点检测模块的过程。

步骤S301：在区块链节点处安装内置节点检测模块，并运行内置节点检测模块。本发明实施例中，内置节点检测模块支持检测外置节点检测模块，并且提供API接口。

步骤S302：利用内置节点检测模块检测用户安装的外置节点检测模块的运行状况。作为示例，可以采用常规系统工具检测各外置节点检测模块的资源占用情况。在Linux操作系统上，例如使用top、htop来检测存储器和CPU使用情况，使用ss来监控网络带宽使用情况，使用iostat来查看数据存储设备的使用情况等等。作为另一示例，可以采用已有的抓包工具(例如wireshark)，根据端口号获得每次所调用的外置节点检测模块。由此，可以获得外置节点检测模块的使用频率(或活跃度)。

步骤S303：内置节点检测模块根据检测到的外置节点检测模块的运行状况并基于调度策略，管理外置节点检测模块使用的资源。在一个实施例中，通过调度算法，控制当前运行的外置节点检测模块所使用资源的总量，使之保持在合理的范围内或者不超过所设置的阈值。作为示例，内置节点检测模块的调度算法可以根据外置节点检测模块的使用频次，采用最近最少使用(LRU，Least Recently Used)策略，停止活跃度低的外置节点检测模块，使系统总资源占用保持在合理的范围内。

步骤S304：基于检测的系统资源的使用情况，干预外置节点检测模块的生命周期，例如停止安装，强行退出，停止服务等，以保证区块链节点所需资源，并能正常对外提供服务。在一个实施例中，当资源检测结果已显示当前区块链节点资源紧张的情况下，可以通过系统对节点检测模块间的调用，禁止新的外置节点检测模块的安装。在此情况下，还可以限制正在运行的外置节点检测模块所占用的资源。

参见图8，图8是本发明节点管理装置一实施例的结构示意图，该装置包括：通信电路11、存储器22、处理器33及存储在存储器22上并可在处理器33上运行的计算机程序44，处理器33分别耦联通信电路11、存储器22，计算机程序44被处理器33执行时实现如上任一项的方法的步骤。相关内容的详细说明请参见上述方法部分，在此不再赘叙。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上任一项的方法的步骤。相关内容的详细说明请参见上述方法部分，在此不再赘叙。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种节点管理方法，其特征在于，所述方法包括：

通过节点检测模块检测区块链网络中区块链节点的当前运行状况，其中，所述节点检测模块部署在所述区块链网络中；

基于所述区块链节点的当前运行状况，对所述区块链节点分别进行管理；具体包括：

基于所述区块链节点的当前运行状况，确定所述区块链节点的当前性能状况；

对所述区块链节点的当前性能状况进行排序；

使当前节点选择与排序在前的目标节点相连，所述区块链节点包括当前节点和与所述当前节点相连的目标节点；

所述节点检测模块包括内置节点检测模块和外置节点检测模块；所述内置节点检测模块在区块链节点创建后即存在并可提供服务；所述外置节点检测模块是由用户通过调用区块链节点的API接口所创建的新的节点检测模块；所述外置节点检测模块于沙盒中运行；

通过所述内置节点检测模块检测所述外置节点检测模块的运行状况；

基于所述外置节点检测模块的运行状况，对所述外置节点检测模块进行管理。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述节点检测模块是独立于所述区块链节点的检测程序；或者，所述节点检测模块是所述区块链节点的一部分。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述区块链节点的当前运行状况包括所述区块链节点的当前网络连接状况、所述区块链节点的当前算力性能、所述区块链节点的当前行为、所述区块链节点的当前状态以及所述区块链节点的日志。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述外置节点检测模块的运行状况包括所述外置节点检测模块运行时所占用的所述区块链节点处的资源的状况；所述外置节点检测模块的运行状况还包括所述外置节点检测模块的活跃度。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述外置节点检测模块的运行状况，对所述外置节点检测模块进行管理，包括：

基于所述外置节点检测模块的运行状况，管理所述外置节点检测模块的版本、生命周期、所使用的资源中的至少一个。

6.一种节点管理装置，其特征在于，所述装置包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至5中任一项所述的方法的步骤。

7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5中任一项所述的方法的步骤。

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