CN110166323B - 一种提高区块链网络可靠性的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提高区块链网络可靠性的方法，包括：(1)启动协程，设置探测定时器及间隔时间，定时探测判断相关网络链接的可靠性；(2)申请网络资源，建立连接，并设置是否创建连接的标志位，判断网络连接是否已经建立；(3)对初次建立的网络连接则直接建立，注册相关资源，进入下一次探测；(4)对已经建立的连接，进一步判断GRPC连接和TCP连接是否可靠。利用本发明可以主动探测网络连接是否可靠，若不可靠会自动建立新的连接，确保分布式网络中各个节点连接通信的可靠性，各节点的通信连接不会因为网络环境的恶劣而终止服务，当外部网络环境满足通信要求时，重新建立节点之间的通信，提高的区块链各个分布式网络的可靠性。

Description

一种提高区块链网络可靠性的方法
技术领域
本发明属于区块链网络通信技术领域，具体涉及一种提高区块链网络可靠性的方法。
背景技术
区块链技术是一种位于比特币底层但并不局限于比特币的技术，并在2008年完整的提出。总的来说，区块链技术是一种通过去中心化以及去信任的方式维护可靠数据库的技术方案，是一种多种技术与数据库相结合的方案，其具体结构则是以区块+链的数据结构，其中区块则相当于数据控的单个单元，单元里记录着一定的时间内交易的信息；链则是将每个单元按照时间的顺序进行先后的连接，两者相互配合，从而形成了完整的数据库，并可进行数据的追踪，最终集查询；避免了黑客的攻击及网络诈骗，保证了数据的安全；在一定程度上加大信息参与者的隐私。这一系列的特征无疑是从直接反映了区块链技术的安全性，便于金融行业保护金融参与者的有效信息，从而在一定程度上减少了不必要的资源损失，极大的维护了数据库的安全。
区块链技术的成熟发展，使得大多数的区块链技术运用于到各种领域，包括金融、教育、医疗及政府机构。尤其在金融行业，利用区块链技术进行支付结算、票据交易、证券交易、信用存证等。在支付结算方面而言，区块链技术的运用，极大的提高了业务的处理率、减少了资金的清算环节，从而进一步提高金融支付结算的效率，减少金融参与者的时间；与此同时，对于支付结算工作人员而言，在提高工作效率的同时，保证了支付结算效果，从而推动支付结算工作顺利开展。
在落地应用的区块链网络中，由于各机构需求不同，导致网络关系比较复杂；比如，在银行部署区块链服务是由多家银行组成的分布式网络，在此区块链平台基础之上承载上层的金融服务，如信用证服务，福费廷服务。由于银行对安全性的要求，将银行联盟区块链设置有互联网区，互联网前置区，互联网后台区，管理区，每个区的权限有严格的限制，每个区建立网络连接都需要申请批准，每个网络连接的时长也有规定，不容许长连接。在建立银行区块链网络连接时，采用RPC的方式，区块链网络中主要采用GRPC连接和Event进行数据传递，在开始的代码中采用长连接的方式，不需要频繁的建立网络连接，提高了效率和降低了资源占用率。但是网络可靠性面临以下挑战：参与机构内部的网络连接需要经过网络负载均衡的设备，该负载均衡设备会统一接收全部请求，然后按照设定好的算法将这些请求分配给这个负载均衡组中的所有成员，以此来实现请求(负载)的均衡分配，是一种网络性能优化设备，行内策略会根据安全性的要求会定时的进行拆断网络连接；而且当网络不好时，同样导致网络连接断掉，这样就会导致一些服务会断连，相关事件丢失，当网络恢复时服务没法恢复的情况，对系统的可靠性有很大的影响。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种提高区块链网络可靠性的方法，其具体包括如下步骤：
(1)启动协程，设置探测定时器及间隔时间，定时探测判断相关网络链接的可靠性；
(2)申请网络资源并建立网络连接，设置是否创建连接的标志位，用以判断网络连接是否已经建立；
(3)针对初次建立的网络连接，则直接建立并注册相关资源，返回步骤(1)中进行下一次探测；
(4)针对已经建立的连接，进一步判断GRPC连接和TCP连接是否可靠。
进一步地，所述步骤(1)中相关网络链接的可靠性判断主要分为以下层面：
①GRPC连接层面：通过探测错误通道是否接收到错误来判断GRPC连接是否可靠；其中，错误通道是GRPC连接之外的，用于接收GRPC相关通信过程中的错误，如创建GRPC连接、发送消息、接收消息，若出现错误都会把错误推送到该通道；
②TCP/IP网络层面：从Client端向Server端发送TCP连接请求，探测该连接请求的连接状况，以此判断TCP/IP链路连通是否可靠：即若探测到可以建立连接没有出现错误说明硬件上的TCP/IP链路是连通的，否则说明该链路不通。
特别地，由于网络连接在系统中的数目是有限制的，包括申请内存资源、通道等，所述TCP/IP网络层面还包括从Client端向Server端发送TCP连接请求，探测到请求连接成功后，关闭该连接，防止连接数耗尽。
进一步地，所述步骤(2)中针对已经建立的网络连接，将其标志位置为True，否则置为False，以此来判断所述网络连接是否已经建立或是否为初次建立的网络连接。
进一步地，所述步骤(4)的具体实现过程如下：
4.1首先通过探测错误通道是否接收到错误来判断GRPC连接的可靠性，若错误通道未接收错误，说明GRPC连接可靠，则不需要额外操作，直接进入下一次探测；
4.2若错误通道接收到错误，则判定GRPC连接不可靠，进一步通过Client端向Server端发送TCP连接请求，判断网络的TCP连接是否可靠；
4.3若探测到可以建立连接出现错误说明这个硬件上链路是不连通的，判定TCP连接不可靠，则输出网络断连日志，进入下一次探测；
4.4若探测到可以建立连接没有出现错误说明这个硬件上链路是连通的，判定TCP连接可靠，说明GRPC连接出了问题，此时需要重新建立GRPC连接。
进一步地，所述步骤4.4中在重新建立GRPC连接时，首先判断该GRPC是否已存在注册的资源对象。
进一步地，针对GRPC存在注册的资源对象则进行资源释放，防止出现资源泄漏、如内存泄漏、网络连接数耗尽、通道阻塞等，释放完毕后则重新注册资源，建立GRPC连接，进入下一次探测；针对GRPC不存在注册的资源对象，则直接注册资源，建立GRPC连接，进入下一次探测。
进一步地，本发明方法还包括：设置一个创建网络连接的通用接口，使用到建立网络连接的服务均可使用此接口进行创建网络连接，调用该接口实现区块链底层和上下层进行网络通信。
本发明带来的有益效果是：可以主动探测网络连接是否正常，如果不正常会自动建立新的连接，确保分布式网络中各个节点连接通信的可靠性，各个节点的通信连接不会因为网络环境的恶劣而终止服务，当外部网络环境满足通信要求时，会重新建立节点之间的通信，提高的区块链各个分布式网络的可靠性。
附图说明
图1为本发明方法的网络连接机制流程示意图。
图2为本发明方法GRPC连接可靠性探测流程示意图。
图3为本发明方法TCP网络连接可靠性探测流程示意图。
具体实施方式
为了更为具体地描述本发明，下面结合附图及具体实施方式对本发明的技术方案进行详细说明。
本发明用于提高区块链网络可靠性的方法，具体包括步骤：
(1)启动协程，设置探测定时器及间隔时间，定时探测判断相关网络链接的可靠性；其中网络可靠性判断主要分为以下层面：
①GRPC连接层面：通过探测错误通道是否接收到错误来判断GRPC连接是否可靠，其中错误通道是GRPC连接之外的，用于接收GRPC相关通信过程中的错误，比如创建、发送消息、接收消息，如果出现错误都会把错误推送到这个错误通道；
②TCP/IP网络层面：从Client端向Server端发送TCP连接请求，探测连接请求的连接状况，以此判断TCP/IP链路连通是否可靠，即若探测到可以建立连接没有出现错误说明这个硬件上链路是连通的，否则说明该链路不通。
由于网络连接在系统中的数目是有限制的，包括申请内存资源、通道等，从Client端向Server端发送TCP连接请求，探测到连接请求的连接成功后，关闭连接，防止连接数耗尽。
(2)申请网络资源并建立连接，设置是否创建连接的标志位，判断网络连接是否已经建立连接；针对已经建立的连接，标志位置为True，否则置为False，以此来判断网络连接是否已经建立连接或者为初次建立的网络连接。
(3)针对初次建立的网络连接则直接建立，注册相关资源，进入步骤(1)中进行下一次探测。
(4)针对已经建立的连接，进一步判断GRPC连接和TCP连接是否可靠：
4.1首先通过探测错误通道是否接收到错误来判断GRPC连接的可靠性，若错误通道未接收错误，说明GRPC连接可靠，则不需要额外操作，直接进入下一次探测；
4.2若错误通道接收到错误，则判断GRPC连接不可靠，进一步通过Client端向Server端发送TCP连接请求，判断网络的TCP连接是否可靠；
4.3若探测到可以建立连接出现错误说明这个硬件上链路是不连通的，判断TCP连接不可靠，则输出网络断连日志，进入下一次探测；
4.4若探测到可以建立连接没有出现错误说明这个硬件上链路是连通的，判断TCP连接可靠，说明GRPC连接出了问题，此时需要重新建立该GRPC连接。
在重新建立GRPC连接时，首先判断该GRPC是否已存在注册的资源对象；针对存在注册的资源对象进行资源释放，防止出现资源泄漏，如内存泄漏，网络连接数耗尽，通道阻塞等，释放完毕后则重新注册资源，建立GRPC连接，进入下一次探测；针对不存在注册的资源对象，则直接注册资源，建立GRPC连接，进入下一次探测。
本发明还设置一个创建网络连接的通用的接口，使用到建立网络连接的服务均可以使用此接口进行创建网络连接，调用接口实现区块链底层和上下层进行网络通信。
在区块链服务架构中，建立网络连接主要是中间层Baas Server需要和上下层进行通信，图1所示了网络连接机制流程，其包括如下步骤：
(1)启动协程，设置探测定时器及间隔时间，定时探测判断相关网络链接的可靠性，即需探测的网络连接在未到其探测时间时，需等待探测，待到相应的探测时间时，探测定时器唤醒需探测的网络连接，进入可靠性探测流程。
(2)设置是否创建连接的标志位，尝试申请网络资源，建立连接，针对已经建立的连接，标志位置为True，否则置为False，以此来判断网络连接是否已经建立连接或者为初次建立的网络连接。
(3)当标志位置为False，则为初次建立的网络连接，直接建立，注册相关资源，进入步骤(1)进行下一次探测。
(4)当标志位置为True，则为已经建立的连接，进一步判断GRPC连接和TCP连接是否可靠；首先判断GRPC连接的可靠性，在GRPC连接层面，通过探测错误通道是否接收到错误来判断GRPC连接是否可靠，图2所示了其流程，具体如下：
在创建GRPC连接时初始化一个接受错误的通道，定义为errChan，在创建GRPC连接、发送消息、接受消息时如果出现错误，则把错误消息放到接受错误的通道里，即errChan里，主要的错误类型有：
i.Canceled：Client或Server服务进程结束；
ii.DeadlineExceeded：进程到达deadline条件，主动结束程序；
iii.ErrShortWrite：发送消息丢包；
iv.ErrShortBuffer：接收消息丢包；
v.EOF：没有正确的接收消息；
vi.ErrUnexpectedEOF：没有接收到需要的消息内容，接收到的是EOF。
在创建GRPC连接的同时会有协程从errChan取错误消息，如果接收到错误消息则返回，结束GRPC连接，释放相关资源，并把GRPC连接状态改为不可靠状态，以此，根据这个状态位就可以判断该GRPC连接是否可靠。
若错误通道未接收错误，说明GRPC连接可靠，则不需要额外操作，直接进入步骤(1)下一次探测。
若错误通道接收到错误，则判断GRPC连接不可靠，进一步通过Client端向Server端发送TCP连接请求，判断网络的TCP连接是否可靠，图3所示了其流程，具体如下：
1)根据需要探测的IP地址及端口，Client端向Server端发送TCP连接。
2)获取连接的返回值，并判断是否有错误返回，如果有错误返回说明网络不通，并返回错误，判断TCP连接不可靠，输出网络断连日志，进入步骤(1)下一次探测；反之则是Client到Server的TCP/IP网络连接是可靠的。
3)如果没有错误返回，则关闭该TCP连接，防止连接数耗尽，说明GRPC连接出了问题，此时需要重新建立该GRPC连接。
在重新建立GRPC连接时，首先判断该GRPC是否已存在注册的资源对象，针对存在注册的资源对象进行资源释放，防止出现资源泄漏，如内存泄漏、网络连接数耗尽、通道阻塞等，释放完毕后则重新注册资源，建立GRPC连接，进入下一次探测；针对不存在注册的资源对象，则直接注册资源，建立GRPC连接，进入下一次探测。
另外，设置一个创建GRPC网络连接的通用的接口，其中使用到建立网络连接的服务均可以使用此接口进行创建网络连接，区块链底层和上下层进行网络通信时，调用此接口即可。
上述对实施例的描述是为便于本技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对上述实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种提高区块链网络可靠性的方法，包括如下步骤：
(1)启动协程，设置探测定时器及间隔时间，定时探测判断相关网络链接的可靠性；
(2)申请网络资源并建立网络连接，设置是否创建连接的标志位，用以判断网络连接是否已经建立；
(3)针对初次建立的网络连接，则直接建立并注册相关资源，返回步骤(1)中进行下一次探测；
(4)针对已经建立的连接，进一步判断GRPC连接和TCP连接是否可靠，具体实现过程如下：
4.1首先通过探测错误通道是否接收到错误来判断GRPC连接的可靠性，若错误通道未接收错误，说明GRPC连接可靠，则不需要额外操作，直接进入下一次探测；
4.2若错误通道接收到错误，则判定GRPC连接不可靠，进一步通过Client端向Server端发送TCP连接请求，判断网络的TCP连接是否可靠；
4.3若探测到可以建立连接出现错误说明这个硬件上链路是不连通的，判定TCP连接不可靠，则输出网络断连日志，进入下一次探测；
4.4若探测到可以建立连接没有出现错误说明这个硬件上链路是连通的，判定TCP连接可靠，说明GRPC连接出了问题，此时需要重新建立GRPC连接，在重新建立GRPC连接时，首先判断该GRPC是否已存在注册的资源对象；
针对GRPC存在注册的资源对象则进行资源释放，防止出现资源泄漏、如内存泄漏、网络连接数耗尽、通道阻塞，释放完毕后则重新注册资源，建立GRPC连接，进入下一次探测；针对GRPC不存在注册的资源对象，则直接注册资源，建立GRPC连接，进入下一次探测。
2.根据权利要求1所述提高区块链网络可靠性的方法，其特征在于：所述步骤(1)中相关网络链接的可靠性判断主要分为以下层面：
①GRPC连接层面：通过探测错误通道是否接收到错误来判断GRPC连接是否可靠；其中，错误通道是GRPC连接之外的，用于接收GRPC相关通信过程中的错误，如创建GRPC连接、发送消息、接收消息，若出现错误都会把错误推送到该通道；
②TCP/IP网络层面：从Client端向Server端发送TCP连接请求，探测该连接请求的连接状况，以此判断TCP/IP链路连通是否可靠：即若探测到可以建立连接没有出现错误说明硬件上的TCP/IP链路是连通的，否则说明该链路不通。
3.根据权利要求2所述提高区块链网络可靠性的方法，其特征在于：由于网络连接在系统中的数目是有限制的，包括申请内存资源、通道，所述TCP/IP网络层面还包括从Client端向Server端发送TCP连接请求，探测到请求连接成功后，关闭该连接，防止连接数耗尽。
4.根据权利要求1所述提高区块链网络可靠性的方法，其特征在于：所述步骤(2)中针对已经建立的网络连接，将其标志位置为True，否则置为False，以此来判断所述网络连接是否已经建立或是否为初次建立的网络连接。
5.根据权利要求1所述提高区块链网络可靠性的方法，其特征在于：还包括设置一个创建网络连接的通用接口，使用到建立网络连接的服务均可使用此接口进行创建网络连接，调用该接口实现区块链底层和上下层进行网络通信。
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