CN113190621A - 联盟链数据分片动态调节方法、计算机设备和存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种联盟链数据分片动态调节方法、计算机设备和存储介质，该方法包括：响应于当前节点成功加入第一联盟链，获取第一联盟链的各第一节点的第一节点信息；对当前节点的第二节点信息与各第一节点信息的各第二逻辑距离进行排序以筛选出第一数量个最小或最大的第二逻辑距离所对应的第一节点；分别获取各个所筛选出的第一节点所存储的各数据分片，并对所获取的各数据分片进行去重；根据各第一节点信息、第二节点信息和分片存储规则分别判断去重后的每个数据分片是否应存储在当前节点：否，则删除相应的第一数据分片；是，则在本地保存相应的第一数据分片。本发明实现了在联盟链节点发生变动时以较小代价完成分布式存储的动态平衡。

Description

联盟链数据分片动态调节方法、计算机设备和存储介质

技术领域

本申请涉及互联网技术领域，具体涉及一种联盟链数据分片动态调节方法、计算机设备和存储介质。

背景技术

当前区块链存在公链、联盟链等不同技术分支。

公链的特点在于节点数量很多，采用非许可制，节点的加入和退出都不需要通知网络中的其他节点，每个节点只需要知晓网络中部分节点的存在即可。申请人此前提交的CN201910430864.X、CN201910577312.1等申请提出了一系列针对公链设计的分布式存储方案。

而联盟链属于许可链，每个节点都需要保存联盟链网络中所有节点的信息，联盟链节点在非故障情况下通常不会随意退出，新节点加入需要通知网络中已存在的节点。相较于公链的分布式存储方案，联盟链的分布式存储方案显然更接近于传统分布式网络的存储方案，但传统的分布式网络很少面临联盟链中节点增减变动的业务场景。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种在联盟链节点发生变动时以较小代价完成分布式存储的动态平衡的联盟链数据分片动态调节方法、计算机设备和存储介质。

第一方面，本发明提供一种联盟链数据分片动态调节方法，分片存储规则配置为根据联盟链中各节点的节点信息与数据分片的分片哈希的各第一逻辑距离的排序确定各节点是否存储数据分片，该方法包括：

响应于当前节点成功加入第一联盟链，获取第一联盟链的各第一节点的第一节点信息；以及，

对当前节点的第二节点信息与各第一节点信息的各第二逻辑距离进行排序以筛选出第一数量个最小或最大的第二逻辑距离所对应的第一节点；

分别获取各个所筛选出的第一节点所存储的各数据分片，并对所获取的各数据分片进行去重；

根据各第一节点信息、第二节点信息和分片存储规则分别判断去重后的每个数据分片是否应存储在当前节点：

否，则删除相应的第一数据分片；

是，则在本地保存相应的第一数据分片。

第二方面，本发明提供另一种联盟链数据分片动态调节方法，分片存储规则配置为根据联盟链中各节点的节点信息与数据分片的分片哈希的各第一逻辑距离的排序确定各节点是否存储数据分片，该方法包括：

响应于第三节点成功加入当前节点所属的联盟链：

根据第三节点信息、第四节点信息、各第五节点信息和分片存储规则判断当前节点所存储的各数据分片中是否存在第三节点加入当前联盟链后当前节点无需继续存储的第二数据分片：

是，则删除第二数据分片；

或，

响应于接收第三节点发送的通知信息，删除通知信息对应的若干第三数据分片。

其中，通知信息由第三节点根据第三节点信息、第四节点信息、各第五节点信息和分片存储规则判断出，第三数据分片应存储在第三节点，且，在第三节点加入联盟链后当前节点无需存储第三数据分片，所生成并发送。

第三方面，本发明提供又一种联盟链数据分片动态调节方法，分片存储规则配置为根据联盟链中各节点的节点信息与数据分片的分片哈希的各第一逻辑距离的排序确定各节点是否存储数据分片，该方法包括：

响应于第四节点非正常退出当前联盟链，对第四节点的第四节点信息与当前联盟链中各第五节点的各第五节点信息的各第三逻辑距离进行排序以筛选出第一数量减一个最小或最大的第三逻辑距离所对应的第五节点；

分别获取各个所筛选出的第五节点所存储的各数据分片，并对所获取的各数据分片进行去重；

根据各第五节点信息和分片存储规则分别判断去重后的每个数据分片是否应存储在当前节点：

否，则删除相应的第四数据分片；

是，则在本地保存相应的第四数据分片。

第四方面，本发明还提供一种计算机设备，包括一个或多个处理器和存储器，其中存储器包含可由该一个或多个处理器执行的指令以使得该一个或多个处理器执行根据本发明各实施例提供的联盟链数据分片动态调节方法。

第五方面，本发明还提供一种存储有计算机程序的存储介质，该计算机程序使计算机执行根据本发明各实施例提供的联盟链数据分片动态调节方法。

本发明诸多实施例提供的联盟链数据分片动态调节方法、计算机设备和存储介质通过配置根据节点信息与数据分片哈希的逻辑距离排序所确定的分片存储规则，使得联盟链网络在发生节点增减的变动时，新增或留存的节点只需要从一部分节点获取当前节点可能需要存储的数据分片(再从中筛选出需要存储的数据分片)，从而实现了在联盟链节点发生变动时以较小代价完成分布式存储的动态平衡。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明一实施例提供的一种联盟链数据分片动态调节方法的流程图。

图2为本发明一实施例提供的另一种联盟链数据分片动态调节方法的流程图。

图3为本发明一实施例提供的又一种联盟链数据分片动态调节方法的流程图。

图4为本发明一实施例提供的一种计算机设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

图1为本发明一实施例提供的一种联盟链数据分片动态调节方法的流程图。

如图1所示，在本实施例中，本发明提供一种联盟链数据分片动态调节方法，分片存储规则配置为根据联盟链中各节点的节点信息与数据分片的分片哈希的各第一逻辑距离的排序确定各节点是否存储数据分片，该方法包括：

S11：响应于当前节点成功加入第一联盟链，获取第一联盟链的各第一节点的第一节点信息；以及，

S13：对当前节点的第二节点信息与各第一节点信息的各第二逻辑距离进行排序以筛选出第一数量个最小或最大的第二逻辑距离所对应的第一节点；

S15：分别获取各个所筛选出的第一节点所存储的各数据分片，并对所获取的各数据分片进行去重；

S17：根据各第一节点信息、第二节点信息和分片存储规则分别判断去重后的每个数据分片是否应存储在当前节点：

否，则执行步骤S18：删除相应的第一数据分片；

是，则执行步骤S19：在本地保存相应的第一数据分片。

具体地，以下以一个包括20个节点node1-node20的联盟链网络，数据分片的备份数量配置为3，分片存储规则配置为将联盟链中各节点node1-node20的节点ID与数据分片的分片哈希的各第一逻辑距离的排序中逻辑距离最小的3个节点确定为需要存储该数据分片的节点为例，对上述方法进行示例性的阐述。

当新节点node21成功加入上述联盟链时，运行节点node21的计算机设备a执行上述图1所示的方法：

在步骤S11中，响应于当前节点node21成功加入该联盟链，获取该联盟链中各节点node1-node20的节点ID(nodeID1-nodeID20)。

在步骤S13中，分别计算出当前节点node21的节点ID与各节点ID的各第二逻辑距离：

XOR(nodeID21,nodeID1)；

XOR(nodeID21,nodeID2)；

XOR(nodeID21,nodeID3)；

……

XOR(nodeID21,nodeID20)；

并对上述20项第二逻辑距离按大小进行排序，筛选出3项最小的第二逻辑距离XOR(nodeID21,nodeID2)、XOR(nodeID21,nodeID7)、XOR(nodeID21,nodeID16)，从而筛选出对应的3个节点：node2、node7和node16。

在步骤S15中，分别向node2、node7和node16获取该3个节点各自存储的全部数据分片，并对获取到的所有数据分片进行去重。

在步骤S17中，根据nodeID1-nodeID21和上述分片存储规则分别判断在去重后剩余的每个数据分片是否应存储在当前节点node21。

例如，对于数据分片data1有：

分别计算出nodeID1-nodeID21与data1的分片哈希hash1的各第一逻辑距离：

XOR(nodeID1,hash1)；

XOR(nodeID2,hash1)；

XOR(nodeID3,hash1)；

……

XOR(nodeID21,hash1)；

并对上述21项第一逻辑距离进行排序，判断XOR(nodeID21,hash1)是否是其中最小的3项之一：

否，则数据分片data1不应存储在当前节点nodeID21，执行步骤S18，删除数据分片data1；

是，则数据分片data1应存储在当前节点nodeID21，执行步骤S19，在本地保存数据分片data1。

在本实施例中，当前节点node21在本地存储了若干数据分片的同时，节点node1-node20还可以通过图2所示的步骤S21-S23进行自查，具体参见下文所述的图2所示部分。

上述实施例以联盟链网络包括20个节点、数据分片的备份数量配置为3、节点信息配置为节点ID、将逻辑距离的运算方式配置为对两项数据的每一位进行异或运算、分片存储规则配置为将各节点信息与数据分片的分片哈希的各第一逻辑距离的排序中逻辑距离最小的第一数量个节点确定为需要存储该数据分片的节点为例，对上述方法进行了示例性的阐述；

在更多实施例中，还可根据实际需求将上述方法应用于不同规模的联盟链网络、将数据分片的备份数量配置为小于节点总数的任意正整数(通常情况下大于1)、将节点信息配置为地址等其它节点信息、将逻辑距离的运算方式配置为本领域技术人员可以理解的其它各类运算方式、将分片存储规则配置为将各节点信息与数据分片的分片哈希的各第一逻辑距离的排序中逻辑距离最大的第一数量个节点确定为需要存储该数据分片的节点，等等，均可实现相同的技术效果，而不以上述示例为限。

在一优选实施例中，步骤S19还包括：根据各第一节点信息、第二节点信息和分片存储规则判断是否存在原先存有第一数据分片、在当前节点加入第一联盟链后无需存储第一数据分片的第二节点：

是，则向第二节点发送无需继续存储第一数据分片的通知信息。

同样以上述节点node21为例，在本实施例的步骤S19中，在本地保存数据分片data1之后，根据nodeID1-nodeID21和上述分片存储规则判断是否存在原先存有数据分片data1、在node21加入联盟链后无需存储数据分片data1的节点。

例如，数据分片data1在node21加入联盟链之前分别存储在节点node1、node2、node3，在node21加入联盟链之后，XOR(nodeID1,hash1)、XOR(nodeID2,hash1)、XOR(nodeID21,hash1)是最小的3项，XOR(nodeID3,hash1)是第4小的，则node3无需继续存储数据分片data1，当前节点node21向node3发送无需继续存储数据分片data1的通知信息。节点node3接收该通知信息后，删除数据分片data1。

又例如，数据分片data2在node21加入联盟链之前分别存储在节点node2、node3、node4，在node21加入联盟链的同时，node4退出了该联盟链，此时可以判断出，在node21存储了数据分片data2之后，不存在无需存储数据分片data2的节点，当前节点node21无需发送通知信息。

在本实施例中，节点node1-node20无需通过图2所示的步骤S21-S23进行自查，而只需执行图2所示的步骤S25即可。

图2为本发明一实施例提供的另一种联盟链数据分片动态调节方法的流程图。图2所示的方法可配合图1所示的方法执行。

如图2所示，在本实施例中，本发明还提供另一种联盟链数据分片动态调节方法，分片存储规则配置为根据联盟链中各节点的节点信息与数据分片的分片哈希的各第一逻辑距离的排序确定各节点是否存储数据分片，该方法包括：

响应于第三节点成功加入当前节点所属的联盟链：

S21：根据第三节点信息、第四节点信息、各第五节点信息和分片存储规则判断当前节点所存储的各数据分片中是否存在第三节点加入当前联盟链后当前节点无需继续存储的第二数据分片：

是，则执行步骤S23：删除第二数据分片；

或，

S25：响应于接收第三节点发送的通知信息，删除通知信息对应的若干第三数据分片。

其中，通知信息由第三节点根据第三节点信息、第四节点信息、各第五节点信息和分片存储规则判断出，第三数据分片应存储在第三节点，且，在第三节点加入联盟链后当前节点无需存储第三数据分片，所生成并发送。

具体地，步骤S21-S23的方法可配合上述图1所示的方法执行，步骤S25的方法可配合上述图1所示方法的优选方案执行，具体原理不再一一赘述。

在上述联盟链分布式存储方案中，当发生节点正常退出时，如数据分片的备份数量大于1，则退出的节点只需向其它节点广播退出信息，以及，该节点保存的各数据分片的分片哈希列表即可；

其它节点在收到退出信息和分片哈希列表之后，可以根据剩余各节点的节点信息和分片存储规则判断该列表中是否存在当前节点需要存储的数据分片：是，则向存有该数据分片的节点请求该数据分片。

如果数据分片的备份数量等于1，则退出的节点需要广播本地存储的全部数据分片。

而在发生节点非正常退出时，显然非正常退出的节点不会向其它节点广播任何信息，若数据分片的备份数量等于1，则分布式存储体系遭到破坏、无法维系。

以下将结合图3具体阐述在数据分片的备份数量大于1时，联盟链节点如何应对发生节点非正常退出的异常。

图3为本发明一实施例提供的又一种联盟链数据分片动态调节方法的流程图。

如图3所示，在本实施例中，本发明还提供又一种联盟链数据分片动态调节方法，分片存储规则配置为根据联盟链中各节点的节点信息与数据分片的分片哈希的各第一逻辑距离的排序确定各节点是否存储数据分片，该方法包括：

S31：响应于第四节点非正常退出当前联盟链，对第四节点的第四节点信息与当前联盟链中各第五节点的各第五节点信息的各第三逻辑距离进行排序以筛选出第一数量减一个最小或最大的第三逻辑距离所对应的第五节点；

S33：分别获取各个所筛选出的第五节点所存储的各数据分片，并对所获取的各数据分片进行去重；

S35：根据各第五节点信息和分片存储规则分别判断去重后的每个数据分片是否应存储在当前节点：

否，则执行步骤S37：删除相应的第四数据分片；

是，则执行步骤S39：在本地保存相应的第四数据分片。

具体地，同样以上述包括节点node1-node21的联盟链网络为例，当节点node13发生非正常退出时，剩余的在线节点node1-node12、node14-node21通过投票将node13踢出联盟链节点成员组之后，分别执行如图3所示的方法，以节点node1为例：

在步骤S31中，分别计算出node13的节点ID与node1-node12、node14-node21的节点ID的各第三逻辑距离：

XOR(nodeID13,nodeID1)；

……

XOR(nodeID13,nodeID12)；

XOR(nodeID13,nodeID14)；

……

XOR(nodeID21,nodeID21)；

并对上述20项第二逻辑距离按大小进行排序，筛选出2项最小的第三逻辑距离XOR(nodeID13,nodeID9)、XOR(nodeID13,nodeID11)，从而筛选出对应的2个节点：node9和node11。

在步骤S33中，分别获取node9和node11各自存储的全部数据分片，并对获取到的所有数据分片进行去重。

在步骤S35中，根据nodeID1-nodeID12、nodeID14-nodeID21和分片存储规则分别判断去重后的每个数据分片是否应存储在当前节点node1。

步骤S35-S39的具体过程和原理与步骤S17-19相同，此处不再赘述。

图3所示的方法同样可以将上述方法应用于不同规模的联盟链网络、将数据分片的备份数量配置为小于节点总数且大于1的任意正整数、将节点信息配置为地址等其它节点信息、将逻辑距离的运算方式配置为本领域技术人员可以理解的其它各类运算方式、将分片存储规则配置为将各节点信息与数据分片的分片哈希的各第一逻辑距离的排序中逻辑距离最大的第一数量个节点确定为需要存储该数据分片的节点，等等，均可实现相同的技术效果，而不以上述示例为限。

图4为本发明一实施例提供的一种计算机设备的结构示意图。

如图4所示，作为另一方面，本申请还提供了一种计算机设备400，包括一个或多个中央处理单元(CPU)401，其可以根据存储在只读存储器(ROM)402中的程序或者从存储部分408加载到随机访问存储器(RAM)403中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM403中，还存储有设备400操作所需的各种程序和数据。CPU401、ROM402以及RAM403通过总线404彼此相连。输入/输出(I/O)接口405也连接至总线404。

以下部件连接至I/O接口405：包括键盘、鼠标等的输入部分406；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分407；包括硬盘等的存储部分408；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分409。通信部分409经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器410也根据需要连接至I/O接口405。可拆卸介质411，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器410上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分408。

特别地，根据本公开的实施例，上述任一实施例描述的方法可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括有形地包含在机器可读介质上的计算机程序，计算机程序包含用于执行上述任一方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分409从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质411被安装。

作为又一方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是上述实施例的装置中所包含的计算机可读存储介质；也可以是单独存在，未装配入设备中的计算机可读存储介质。计算机可读存储介质存储有一个或者一个以上程序，该程序被一个或者一个以上的处理器用来执行描述于本申请提供的方法。

附图中的流程图和框图，图示了按照本发明各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这根据所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以通过执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以通过专用硬件与计算机指令的组合来实现。

描述于本申请实施例中所涉及到的单元或模块可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的单元或模块也可以设置在处理器中，例如，各单元可以是设置在计算机或移动智能设备中的软件程序，也可以是单独配置的硬件装置。其中，这些单元或模块的名称在某种情况下并不构成对该单元或模块本身的限定。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离本申请构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (6)

1.一种联盟链数据分片动态调节方法，其特征在于，分片存储规则配置为根据联盟链中各节点的节点信息与数据分片的分片哈希的各第一逻辑距离的排序确定各所述节点是否存储所述数据分片，所述方法包括：

响应于当前节点成功加入第一联盟链，获取所述第一联盟链的各第一节点的第一节点信息；以及，

对当前节点的第二节点信息与各所述第一节点信息的各第二逻辑距离进行排序以筛选出第一数量个最小或最大的第二逻辑距离所对应的第一节点；

分别获取各个所筛选出的第一节点所存储的各数据分片，并对所获取的各数据分片进行去重；

根据各所述第一节点信息、所述第二节点信息和所述分片存储规则分别判断去重后的每个数据分片是否应存储在当前节点：

否，则删除相应的第一数据分片；

是，则在本地保存相应的第一数据分片。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在本地保存相应的数据分片之后还包括：

根据各所述第一节点信息、所述第二节点信息和所述分片存储规则判断是否存在原先存有所述第一数据分片、在当前节点加入第一联盟链后无需存储所述第一数据分片的第二节点：

是，则向所述第二节点发送无需继续存储所述第一数据分片的通知信息。

3.一种联盟链数据分片动态调节方法，其特征在于，分片存储规则配置为根据联盟链中各节点的节点信息与数据分片的分片哈希的各第一逻辑距离的排序确定各所述节点是否存储所述数据分片，所述方法包括：

响应于第三节点成功加入当前节点所属的联盟链：

根据所述第三节点信息、所述第四节点信息、各所述第五节点信息和所述分片存储规则判断当前节点所存储的各数据分片中是否存在所述第三节点加入当前联盟链后当前节点无需继续存储的第二数据分片：

是，则删除所述第二数据分片；

或，

响应于接收所述第三节点发送的通知信息，删除所述通知信息对应的若干第三数据分片；

其中，所述通知信息由所述第三节点根据所述第三节点信息、所述第四节点信息、各所述第五节点信息和所述分片存储规则判断出，所述第三数据分片应存储在所述第三节点，且，在所述第三节点加入联盟链后当前节点无需存储所述第三数据分片，所生成并发送。

4.一种联盟链数据分片动态调节方法，其特征在于，分片存储规则配置为根据联盟链中各节点的节点信息与数据分片的分片哈希的各第一逻辑距离的排序确定各所述节点是否存储所述数据分片，所述方法包括：

响应于第四节点非正常退出当前联盟链，对所述第四节点的第四节点信息与当前联盟链中各第五节点的各第五节点信息的各第三逻辑距离进行排序以筛选出第一数量减一个最小或最大的第三逻辑距离所对应的第五节点；

分别获取各个所筛选出的第五节点所存储的各数据分片，并对所获取的各数据分片进行去重；

根据各所述第五节点信息和所述分片存储规则分别判断去重后的每个数据分片是否应存储在当前节点：

否，则删除相应的第四数据分片；

是，则在本地保存相应的第四数据分片。

5.一种计算机设备，其特征在于，所述设备包括：

一个或多个处理器；

存储器，用于存储一个或多个程序，

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行如权利要求1-4中任一项所述的方法。

6.一种存储有计算机程序的存储介质，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-4中任一项所述的方法。

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