CN113708968B - 区块链的节点选举控制方法和装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种区块链的节点选举控制方法和装置，本申请的方案应用于区块链系统，包括：区块链系统中的从节点获取区块链系统中主节点的性能指标数据；如从节点基于主节点的性能指标数据确定出主节点处于低性能状态，从节点向主节点发送反对指示报文，反对指示报文用于表征从节点期望重新选举主节点；如主节点确认发送反对指示报文的从节点的数量满足第一条件，控制启动主节点的重新选举。本申请的方案可以减少由于记账节点的性能下降而影响到区块链系统的数据处理性能的情况。

Description

区块链的节点选举控制方法和装置

技术领域

本申请涉及区块链技术领域，更具体地说，涉及一种区块链的节点选举控制方法和装置。

背景技术

由于区块链具有去中心化、不可篡改以及公开透明等诸多特征，使得区块链技术的应用场景日益广泛。

在区块链系统中，一般会基于共识机制选举出记账节点(也称为出块节点)。记账节点是区块链唯一的中心节点，记账节点的性能直接影响到区块链系统的数据处理性能。然而，由于受到网络波动或者记账节点自身处理能力的限制等因素的影响，经常会出现记账节点的性能下降的情况，从而影响到区块链系统的数据处理性能。

发明内容

本申请的目的是提供了一种区块链的节点选举控制方法和装置，以减少由于记账节点的性能下降而影响到区块链系统的数据处理性能的情况。

为实现上述目的，本申请提供了如下技术方案：

一方面，本申请提供了一种区块链的节点选举控制方法，应用于区块链系统，包括：

区块链系统中的从节点获取所述区块链系统中主节点的性能指标数据；

如所述从节点基于所述主节点的性能指标数据确定出所述主节点处于低性能状态，所述从节点向所述主节点发送反对指示报文，所述反对指示报文用于表征所述从节点期望重新选举主节点；

如所述主节点确认发送所述反对指示报文的从节点的数量满足第一条件，控制启动主节点的重新选举。

优选的，所述从节点获取所述区块链系统中主节点的性能指标数据，包括如下任意一种或者两种：

所述从节点对所述区块链系统中的主节点进行网络性能测试，得到所述主节点的网络性能指标；

所述从节点从所述区块链节点的主节点获取所述主节点的交易处理性能指标，所述交易性能处理指标用于表征所述主节点处理区块链系统中交易的处理性能；

所述从节点基于所述主节点的性能指标数据确定出所述主节点处于低性能状态，包括：

如果所述主节点的网络性能指标符合所述从节点设定的低网络性能条件，或者所述主节点的交易处理性能指标符合所述从节点设定的低交易性能条件，所述从节点确认所述主节点处于低性能状态。

优选的，还包括：

所述从节点获取区块链系统中记录的所述主节点的出块次数；

如果所述主节点的出块次数超过所述从节点中设定的出块次数阈值，所述从节点向所述主节点发送反对指示报文。

优选的，在所述主节点控制启动主节点的重新选举之后，还包括：

所述从节点在确认满足投票发起条件时，所述从节点作为候选节点向区块链中各节点发送投票请求报文，所述投票请求报文用于申请成为主节点；

所述从节点在获得候选节点发送的投票请求报文后，所述从节点获取所述候选节点的性能评价数据，所述性能评价数据包括所述候选节点的性能指标数据和客户端请求接收量中的一个或者两个，所述客户端请求接收量为所述候选节点接收到客户端请求的数量；

如果基于所述候选节点的性能评价数据，确定出所述候选节点属于从节点对应的候选节点集中最高性能的候选节点，所述从节点向所述候选节点发送投票回复报文，所述投票回复报文用于指示所述从节点同意所述候选节点成为主节点，所述从节点对应的候选节点集包括向所述从节点发送投票请求报文的候选节点；

所述候选节点在确认发送投票回复报文的从节点的数量满足第二条件，所述候选节点切换为所述区块链系统中的主节点。

优选的，所述投票请求报文携带有所述候选节点的硬件剩余性能指标，所述硬件剩余性能指标用于表征所述候选节点中硬件可用情况；

所述从节点获取所述候选节点的性能指标数据包括如下一种或者两种：

所述从节点从候选节点发送的投票请求报文中携带的所述候选节点的硬件剩余性能指标；

所述从节点对所述候选节点进行网络性能测试，得到所述候选节点的网络性能指标。

优选的，所述基于所述候选节点的性能评价数据，确定出所述候选节点属于从节点对应的候选节点集中最高性能的候选节点，包括：

如果所述候选节点的硬件剩余性能指标属于所述从节点对应的候选节点集对应的最高硬件剩余性能指标、所述候选节点的网络性能指标属于所述候选节点集对应的最高网络性能指标，或者所述候选节点对应的客户端请求接收量最多，确认所述候选节点属于所述候选节点集中最高性能的候选节点。

优选的，还包括：

所述从节点在获得候选节点发送的投票请求报文后，所述从节点获得候选节点历史当选为主节点的历史当选总次数；

如果所述从节点尚未发送过投票回复报文，所述从节点向历史当选总次数最少且投票请求报文的发送时刻最靠前的候选节点发送投票回复报文；

所述基于所述候选节点的性能评价数据，确定出所述候选节点属于从节点对应的候选节点集中最高性能的候选节点，所述从节点向所述候选节点发送投票回复报文，包括：

如果基于所述候选节点的性能评价数据确定出所述候选节点属于从节点对应的候选节点集中最高性能的候选节点，且所述从节点尚未发送过投票回复报文，所述从节点向所述候选节点发送投票回复报文。

优选的，所述主节点控制启动主节点的选举，包括：

所述主节点停止向区块链系统中的从节点发送心跳包，以触发从节点发起投票；

所述从节点通过如下方式确认满足投票发起条件：

如所述从节点检测到心跳计时器的计时时长超过所述从节点设定的超时时长，则确认满足投票发起条件，其中，所述从节点的心跳计时器的计时时长为所述从节点距离最近一次接收到主节点的心跳包的时长。

又一方面，本申请还提供了一种区块链的节点选举控制装置，应用于区块链系统，包括：

指标获取单元，用于通过从节点获取所述区块链系统中主节点的性能指标数据；

反对指示单元，用于如基于所述主节点的性能指标数据确定出所述主节点处于低性能状态，通过所述从节点向所述主节点发送反对指示报文，所述反对指示报文用于表征所述从节点期望重新选举主节点；

选举触发单元，用于如通过所述主节点确认发送所述反对指示报文的从节点的数量满足第一条件，通过所述主节点控制启动主节点的重新选举。

优选的，所述指标获得单元，包括如下任意一种或者两种：

第一指标获得单元，用于通过所述从节点对所述区块链系统中的主节点进行网络性能测试，得到所述主节点的网络性能指标；

第二指标获得单元，用于通过所述从节点从所述区块链节点的主节点获取所述主节点的交易处理性能指标，所述交易性能处理指标用于表征所述主节点处理区块链系统中交易的处理性能；

所述反对指示单元用于通过如下方式确定出所述主节点处于低性能状态：

如果所述主节点的网络性能指标符合所述从节点设定的低网络性能条件，或者所述主节点的交易处理性能指标符合所述从节点设定的低交易性能条件，所述从节点确认所述主节点处于低性能状态。

通过以上方案可知，本申请中区块链系统中的从节点会获取区块链系统中主节点的性能指标数据，如果基于主节点的性能指标数据确定出主节点处于低性能状态，从节点便会向主节点发送期望重新选举主节点的反对指示报文。在此基础上，主节点确认发送反对指示报文的从节点的数量满足条件，则会启动主节点的重新选举，从而可以在主节点性能较差的情况下触发主节点的重新选举，也就减少了由于主节点性能较差而影响到区块链系统性能的情况。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的方案所适用的区块链系统的一种组成架构示意图；

图2为本申请实施例提供的区块链的节点选举控制方法的一种流程示意图；

图3为本申请实施例提供的区块链的节点选举控制方法的又一种流程示意图；

图4为本申请实施例提供的区块链中选举主节点的一种流程示意图；

图5为本申请实施例提供的区块链的节点选举控制装置的一种组成结构示意图。

说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的部分，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示的以外的顺序实施。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

如图1所示，其示出了本申请一种区块链系统的一种组成结构示意图，本实施例的区块链系统包括：主节点101和多个从节点102。

在本申请中区块链系统中的区块链可以为任意类型的区块链，作为一种可选方式，本申请可以适用于联盟链或者私有链。

其中，主节点是区块链系统作为记账节点(或者说出块节点)的节点。

主节点由区块链系统中各节点选举出，区块链系统不同次选取出的主节点也会有所不同，因此，在一个任期内只有一个主节点，但是不同任期的主节点会有所不同。

从节点为区块链系统中主节点之外的节点。

可以理解的是，区块链系统可以基于共识算法来选举主节点，区块链系统中的共识算法可以有多种可能。在一种可选方式中，共识算法可以为Raft算法，而本申请可以看成是对Raft共识算法的改进，以减少由于主节点性能较差而影响到区块链系统的数据处理性能的情况。

下面结合流程图对本申请的方案进行说明。

如图2所示，其示出了本申请一种区块链的节点选举控制方法的一种流程示意图，本实施例的方法应用于如上所述的区块链系统。

本实施例的方法可以包括：

S201，区块链系统中的从节点获取区块链系统中主节点的性能指标数据。

其中，该主节点的性能指标数据用于反映主节点当前的性能。

可以理解的是，主节点的性能可以从主节点的网络状况以及硬件使用情况等方面反映出来，因此，该主节点的性能指标数据可以有多种可能。

如，在一种可能的情况中，主节点的性能指标数据可以为主节点的网络性能指标。在此基础上，从节点可以对区块链系统中的主节点进行网络性能测试，得到主节点的网络性能指标。如，从节点通过向主节点发送测试数据包，并根据主节点针对该测试数据包反馈的相应数据包，来确定主节点的网络性能指标。

其中，该网络性能指标用于反映主节点的网络性能状况。该网络性能指标可以包括一个或者多个用于反映网络性能的指标数据。如，该网络性能指标可以包括：网络时延、网络抖动以及网络带宽等数据中的一种或者几种。

在又一种可能的情况中，主节点的性能指标数据可以为主节点的交易处理性能指标。该交易处理性能指标用于表征主节点处理区块链系统中交易的处理性能。如，交易处理性能指标可以为主节点的硬件剩余性能指标、交易处理时间以及交易吞吐量等指标数据中的一种或者几种。

其中，该硬件剩余性能指标用于表征候选节点中硬件可用情况，可以理解的是，主节点的硬件可用情况可以影响到主节点对于区块链中记账等交易的处理效率等。如，硬件剩余性能指标可以基于主节点的硬件使用率来确定的硬件剩余可用指标，例如，硬件剩余性能指标可以是基于主节点的CPU使用率、内存占用率以及磁盘利用率等，确定出的主节点中CPU的可用率、内存剩余量以及磁盘剩余量等。

其中，交易处理时间可以为主节点完成一笔交易的处理所需的时间，如，该交易处理时间可以为最近设定时长内的交易的平均处理耗时。

该交易吞吐量可以为主节点单位时间内完成的交易数量。

可以理解的是，主节点可以监测如上硬件剩余性能指标、交易处理时间以及交易吞吐量等交易处理性能指标，在此基础上，从节点可以从主节点获得该交易处理性能指标。例如，从节点可以向主节点发送用于请求交易处理性能指标的数据请求，则主节点响应该数据请求并为从节点返回该交易处理性能指标。

可以理解的是，以上是以两种情况为例说明，在实际应用中，主节点的性能指标数据还可以有其他可能，对此不加限制。另外，在实际应用中，主节点的性能指标数据可以根据需要包括两类或者多类性能指标数据，例如，主节点的性能指标数据可以同时包括如上提到的交易处理性能指标和网络性能指标。

S202，如从节点基于主节点的性能指标数据确定出主节点处于低性能状态，从节点向主节点发送反对指示报文。

其中，反对指示报文用于表征从节点期望重新选举主节点。

其中，低性能状态为从节点侧设定的用于判定主节点性能下降或者说性能较低的一种状态条件。

在一种可能的情况中，可以基于主节点的性能指标数据判断主节点是否满足从节点设定的低性能状态条件，如果满足，则确定主节点处于低性能状态。

如，在一种可能的方式中，从节点可以设定用于判定主节点处于低性能状态的性能指标阈值，在此基础上，可以结合主节点的性能指标数据和该性能指标阈值，分析主节点是否处于低性能状态。

例如，确定主节点的性能指标数据所表征的性能质量评分，如果该性能质量评分低于从节点设定的性能指标阈值，则判定主节点处于低性能状态。其中，性能指标数据所表征出的性能质量评分可以综合性能指标数据的具体数值确定。有些性能指标数据的数值越高，其所表征出的性能质量评分越高，而有些性能指标数据的数值越低，其所表征出的性能质量评分越高。

在一种可能的实现方式中，主节点的性能指标数据包括多个不同维度的性能指标的情况下，从节点可以分别设定各个维度的性能指标数据所需满足的性能条件。具体的，如果主节点的网络性能指标符合从节点设定的低网络性能条件，或者主节点的交易处理性能指标符合该从节点设定的低交易性能条件，从节点确认该主节点处于低性能状态。

如，考虑到网络性能指标也可以包括多个维度，可以综合各个维度的性能指标，确定主节点的网络性能质量的评分，如果该评分低于网络性能阈值，则说明主节点的网络性能较低，主节点处于低性能状态。

在一种可选方式中，还可以是针对网络性能指标下各个维度的指标数据分别设置各自的网络性能阈值。如，分别设置网络时延的时延阈值、网络抖动的抖动阈值以及网络带宽的带宽阈值，在此基础上，如果满足如下任意一种或者几种，则可以认为主节点的网络性能指标符合从节点设定的低网络性能条件，主节点处于低性能状态：

网络时延超过从节点设定的时延阈值(例如时延阈值可以为150ms)；

网络抖动大于从节点设定的抖动阈值(例如，抖动阈值可以为50ms)；

网络带宽小于从节点设定的带宽阈值(例如，带宽阈值可以为5Mbps)。

类似的，对于交易处理性能指标所表征出的交易处理性能同样可以结合多个维度的交易处理性能指标的综合评分确定。或者是，针对每种交易处理性能指标分别设置阈值，如，如果满足如下任意一种或者几种，则可以认为主节点的交易处理性能低于设定的交易性能阈值，主节点处于低性能状态：

如，硬件剩余性能表征硬件剩余可利用率低于从节点设定的硬件可利用率；

交易处理时间大于从节点设定的最大处理时长；

交易吞吐量低于从节点设定的最低吞吐量。

其中，针对每种类型的性能指标数据的阈值，不同从节点中设定的阈值可能会有所不同。如，不同节点中设置的最低吞吐量可以不同。

可以理解的是，以上仅仅是以几种可能情况为例来说明基于主节点的性能指标数据确定出主节点处于低性能状态的实现，但是在实际应用中，基于主节点的性能指标数据分析主节点是否处于低性能状态的具体方式还可以有其他可能，对此不加限制。

S203，如主节点确认发送反对指示报文的从节点的数量满足第一条件，控制启动主节点的重新选举。

该从节点的数量是指在该主节点当前所处的任期内，向该主节点发送过返回指示报文的从节点的数量。

该第一条件可以根据需要设定，如，可以是设定发送过反对指示报文的从节点的数量超过第一设定数量或者是超过第一设定比例(例如超过50％)，则确定满足第一条件。

可以理解的是，主节点统计的是区块链系统中向该主节点发送反对指示报文的从节点的个数，因此，即使某个从节点多次发送该反对指示报文，主节点也仅仅统计一次。

基于此，在一种可选方式中，为了减少从节点的资源消耗，针对任意一个从节点而言，该从节点可以设置多种用于触发发送反对指示报文的条件(即判定主节点处于低性能状态的方式)，但是在一个主节点的任期内，该从节点只需发送一次反对指示报文。如果从节点在主节点的任期内发送过反对指示报文，后续即使再次确定出该主节点处于低性能状态，从节点也不会再重复发送反对指示报文。

其中，主节点控制启动主节点的重新选举的具体方式可以有多种可能，对此不加限制。

如，在一种可能的情况中，主节点可以通过暂停向区块链系统中的从节点发送心跳包，来触发从节点发起投票。其中，从节点发起投票是指从节点转换为候选节点并发起投票请求，该投票请求用于申请成为主节点。

相应的，从节点检测到心跳计时器的计时时长超过从节点设定的超时时长，则确认满足投票发起条件，其中，从节点的心跳计时器的计时时长为该从节点距离最近一次接收到主节点的心跳包的时长。其中，不同从节点中设定的心跳计时器的超时时长可以不同。

通过以上方案可知，本申请中区块链系统中的从节点会获取区块链系统中主节点的性能指标数据，如果基于主节点的性能指标数据确定出主节点处于低性能状态，从节点便会向主节点发送期望重新选举主节点的反对指示报文。在此基础上，主节点确认发送反对指示报文的从节点的数量满足条件，则会启动主节点的重新选举，从而可以在主节点性能较差的情况下触发主节点的重新选举，也就减少了由于主节点性能较差而影响到区块链系统性能的情况。

在本申请以上实施例中，为了提升区块链系统的公平性，本申请中，从节点还可以获取区块链系统中记录的主节点的出块次数。在此基础上，如果该主节点的出块次数超过该从节点中设定的出块次数阈值，该从节点向主节点发送反对指示报文。

其中，不同从节点中设定的出块次数阈值也会有所不同。

当然，在从节点确定出该主节点的出块次数超过该出块次数阈值时，从节点还可以先检测该从节点是否在该主节点的任期内已发送过反对指示报文，如果从节点尚未发送过反对指示报文，则向主节点发送反对指示报文。

可以理解的是，在本申请中从节点可以根据需要设定以上触发发送反对指示报文的一种或者几种条件，为了便于理解，以从节点中仅仅设置有一种触发发送反对指示报文的条件为例说明。

如图3所示，其示出了本申请一种区块链的节点选举控制方法的又一种流程示意图，本实施例的方法可以包括：

S301，区块链系统中的从节点获取区块链系统中主节点的网络性能指标、交易处理性能指标或者出块次数。

可以理解的是，根据从节点中配置的触发发送反对指示报文的具体策略，从节点可以根据需要获取主节点的网络性能指标或者是交易处理性能指标或者是，出块次数。

S302，如果基于网络性能指标、交易处理性能指标或者出块次数确定出主节点满足低性能状态条件，向主节点发送反对指示报文。

该反对指示报文用于表征从节点期望重新选举主节点，因此，从节点先主节点发送的反对报文指示也可以看成是从节点发送的用于表征反对主节点继续作为主节点的反对票。

其中，低性能状态条件可以包括如下三种条件中的任意一种：

条件1：主节点的网络性能指标满足从节点设定的低网络性能条件，如，主节点的网络延时超过设定延时时间，或者，主节点的网络带宽低于设定带宽等；

条件2：主节点的交易处理性能指标满足从节点设定的低交易性能条件，如，主节点的业务交易量低于设定交易量阈值等；

条件3：主节点的出块次数超过设定的出块次数阈值。

需要说明的是，在从节点中只配置有以上某一种低性能状态条件的情况下，从节点只需要判断主节点当前是否满足该性能状态条件，如果满足，则确定该主节点处于低性能状态。

S303，如主节点确认区块链系统中发送反对指示报文的从节点的占比超过50％，控制启动主节点的重新选举。

可以理解的是，此处是以发送反对指示报文的从节点的数量满足第一条件为发送反对指示报文的从节点的数量占比超过50％为例说明，但是对于第一条件为其他可能情况也同样适用于本实施例，对此不加限制。

可以理解的是，为了能够提升区块链系统的数据处理性能，进一步减少由于主节点的性能较差而影响到区块链系统的性能，本申请中在主节点控制启动主节点的重新选举之后，从节点可以根据需要转变为候选节点，而候选节点可以请求其他从节点选举其为主节点。下面结合流程图对区块链中选举主节点的过程进行介绍。

如图4所示，其示出了本申请中区块链中选举主节点的一种流程示意图。本流程可以包括：

S401，从节点在确认满足投票发起条件时，从节点作为候选节点向区块链中各节点发送投票请求报文。

可以理解的是，从节点中设定的满足投票发起条件的具体内容可以不同，因此，不同从节点满足投票发起条件的时刻也并不相同。

如，在一种可能的实现方式中，在主节点通过暂停心跳包的发送来触发新一轮主节点选举的情况下，如从节点检测到心跳计时器的计时时长超过从节点设定的超时时长，则确认从节点满足投票发起条件。

其中，从节点的心跳计时器的计时时长为从节点距离最近一次接收到主节点的心跳包的时长。

其中，从节点中设置的该超时时长为特定范围内的随机数不同从节点中设置的超时时长可以不同，以避免在同一时刻所有从节点均转变为候选节点，并一直提升任期，导致无法成功完成选举的情况。

在Raft算法中，在从节点在确定心跳计时器超时的情况下，该从节点转换为候选人状态，即该从节点称为候选节点，候选节点具备申请成为主节点的权利。在此基础上，候选节点会向区块链系统中各节点发送投票请求报文。

在本申请中，投票请求报文用于申请成为主节点。投票请求报文为候选节点请求从节点为其投票的请求，如果从节点同意该候选节点作为主节点，则会向该候选节点返回投票回复报文。

可以理解的是，在主节点发起主节点的重新选举之后，主节点可以转变为从节点，在此基础上，该从节点如其他从该节点所执行的操作相似，如，该主节点转变为的从节点同样可以在确认满足投票发起条件的情况下，再转变为候选节点，以重新申请称为新的主节点，在此不再赘述。

S402，从节点在获得候选节点发送的投票请求报文后，该从节点获取候选节点的性能评价数据。

在本申请中，在候选节点向区块链中各个节点发送了投票请求报文之后，如果候选节点接收到其他候选节点发送的投票请求报文，则候选节点可以丢弃该投票请求报文而不进行处理。如果候选节点之外的从节点接收投票请求报文，则需要基于投票请求报文以及配置的投票策略，从向从节点发送投票请求报文的候选节点中选举出最优的候选节点作为主节点，后续会详细介绍，在此不再赘述。

其中，性能评价数据包括候选节点的性能指标数据和客户端请求接收量中的一个或者两个。

其中，候选节点的性能指标数据可以包括候选节点的网络性能指标和该候选节点的硬件剩余性能指标中的一个或者两个。

其中，从节点可以通过对候选节点进行网络性能测试，得到该候选节点的网络性能指标。候选节点的网络性能指标可以与前面主节点的网络性能指标的含义相同。如，候选节点的网络性能指标包括候选节点的网络延时、网络抖动以及网络带宽中的一种或者几种。

候选节点的硬件剩余性能指标可以为候选节点的CPU剩余可用率、内存剩余可用率以及磁盘的剩余可用率。为了减少从节点与候选节点之间的数据传输交互，减少资源消耗，候选节点向主节点发送的投票请求报文中可以携带该候选节点的硬件剩余性能指标的数据，在此基础上，从节点可以获得投票请求报文中携带的该硬件剩余性能指标。

客户端请求接收量为候选节点接收到客户端请求的数量。如，区块链系统可以记录各个节点接收到客户端请求的数量，因此，从节点可以查询记录的该候选节点接收到客户端请求的数量。可选的，此处接收到客户端请求的数量可以为在当前主节点所处的任期内接收到客户端请求的数量。

S403，如果基于候选节点的性能评价数据确定出候选节点属于从节点对应的候选节点集中最高性能的候选节点，，从节点向候选节点发送投票回复报文。

其中，该投票回复报文用于指示从节点同意候选节点成为主节点。

其中，候选节点的性能评价数据可以表征候选节点在至少一个维度上的性能状态，因此，结合候选节点的性能评价数据可以反映出候选节点的性能状态。

其中，从节点对应的候选节点集包括向所述从节点发送投票请求报文的所有候选节点。可以理解的是，为了提高区块链系统的性能，本申请中，从节点需要从向其发送投票请求报文的候选节点集中选取性能最优的候选节点作为其选举出的主节点。

在一种可能的实现方式中，确定候选节点为从节点对应的候选节点集中性能最优的候选节点的具体方式可以有如下一种或者几种可能情况：

情况1：候选节点的硬件剩余性能指标为从节点的候选节点集对应的最高硬件剩余性能指标，即候选节点的硬件剩余性能指标高于候选节点集中其他候选节点中的硬件剩余性能指标；

情况2：客户端请求接收量最多；

情况3：候选节点的网络性能指标属于从节点的候选节点集对应的最高网络性能指标，即候选节点的网络性能指标优于该候选节点集中其他候选节点的网络性能指标。

其中，硬件剩余性能指标最高可以包括如下一种或者几种：

候选节点的CPU剩余可用率高于从节点对应的候选节点集中其他候选节点的CPU剩余可用率；

候选节点的内存剩余可用率高于从节点对应的候选节点集中其他候选节点的内存剩余可用率；

候选节点的硬盘剩余可用率高于从节点对应的候选节点集中其他候选节点的硬盘剩余可用率。

可以理解的是，如果某个候选节点接收到不同客户端发送的客户端请求的数量最多，则说明将该候选节点作为主节点之后，可以减少其他节点向主节点转发客户端请求的情况，自然也就可以减少由于转发客户端请求所产生的资源开销，进而可以提升区块链系统的数据处理性能。

其中，根据候选节点的网络性能指标所包含的不同指标参数，网络性能指标最高是指相对从节点的候选节点集中其他候选节点，该候选节点满足如下一种或者几种条件：

候选节点的网络延时最小；

候选节点的网络抖动最小；

候选节点的网络带宽最大。

S404，候选节点在确认发送投票回复报文的从节点的数量满足第二条件，候选节点切换为区块链系统中的主节点。

此处，对于每个候选节点而言，该候选节点确定的是向该候选节点发送过投票回复报文的从节点的数量。

其中，该第二条件可以为发送投票回复报文的从节点的数量超过第二设定值，或者，发送投票回复报文的从节点的数量占据区块链系统中总节点个数的比例超过第二设定比例。

可以理解的是，在候选节点切换为区块链系统的主节点之后，该候选节点作为主节点向区块链系统中的各节点发送心跳消息包，而区块链系统中各个从节点更新其心跳计时器的计时时间。

可以理解的是，在图4的实施例中在选取主节点时，主要是考虑主节点的性能是否符合要求，以提升区块链系统的性能为目的。但是在实际应用中，区块链系统选举主节点时，还需要考虑公平性，以使得区块链系统中每个节点均有机会称为主节点。

基于此，本申请中，从节点在获得候选节点发送的投票请求后，该从节点还可以是获得候选节点历史当选为主节点的历史当选总次数，该历史当选总次数为候选节点在当前时刻之前被选举作为主节点的总次数。

相应的，本申请中从节点配置的选举主节点的策略还可以是：从节点将历史当前总次数最少的候选节点确定为其选举出的主节点。考虑到历史总次数最少的候选节点可能有多个，从节点可以将历史当选总次数最少且发送投票请求报文的发送时刻最靠前的候选节点确定为所需选举的主节点，向该候选节点发送投票回复报文。

可以理解的是，从节点中可以仅仅部署此处提到的选举主节点的策略，也可以是单独部署前面提到的基于候选节点的性能评价数据确定候选节点是否适合作为主节点的策略，当然，还可以是同时部署有以上多种确定主节点的策略。

特别的，如果从节点中同时部署有多种选举主节点的策略，那么从节点在将历史当选总次数最少且发送投票请求报文的发送时刻最靠前的候选节点确定为所需选举的主节点之后，还需要检测从节点在选举阶段是否已发送过投票回复报文，如果从节点未发送过投票回复报文，则该从节点向该候选节点发送投票回复报文。

相应的，如果基于候选节点的性能评价数据确定出候选节点属于从节点对应的候选节点集中最高性能的候选节点，且从节点尚未发送过投票回复报文，从节点才会向候选节点发送投票回复报文。

对应本申请一种区块链的节点选举控制方法，本申请还提供了一种区块链的节点选举控制装置。

如图5所示，其示出了本申请一种区块链的节点选举控制装置的一种组成结构示意图，该装置可以应用于区块链系统，该装置可以包括：

指标获取单元501，用于通过从节点获取所述区块链系统中主节点的性能指标数据；

反对指示单元502，用于如基于所述主节点的性能指标数据确定出所述主节点处于低性能状态，通过所述从节点向所述主节点发送反对指示报文，所述反对指示报文用于表征所述从节点期望重新选举主节点；

选举触发单元503，用于如通过所述主节点确认发送所述反对指示报文的从节点的数量满足第一条件，通过所述主节点控制启动主节点的重新选举。

在一种可选方式中，所述指标获得单元，包括如下任意一种或者两种：

第一指标获得单元，用于通过所述从节点对所述区块链系统中的主节点进行网络性能测试，得到所述主节点的网络性能指标；

第二指标获得单元，用于通过所述从节点从所述区块链节点的主节点获取所述主节点的交易处理性能指标，所述交易性能处理指标用于表征所述主节点处理区块链系统中交易的处理性能；

所述反对指示单元用于通过如下方式确定出所述主节点处于低性能状态：

如果所述主节点的网络性能指标符合所述从节点设定的低网络性能条件，或者所述主节点的交易处理性能指标符合所述从节点设定的低交易性能条件，所述从节点确认所述主节点处于低性能状态。

在又一种可能的实现方式中，该装置还包括：

次数获取单元，用于通过所述从节点获取区块链系统中记录的所述主节点的出块次数；

发对报文发送单元，用于如果所述主节点的出块次数超过所述从节点中设定的出块次数阈值，通过所述从节点向所述主节点发送反对指示报文。

在又一种可能的实现方式中，该装置还包括：

投票请求单元，用于选举出单元控制启动主节点的重新选举之后，且通过所述从节点确认满足投票发起条件时，通过所述从节点作为候选节点向区块链中各节点发送投票请求报文，所述投票请求报文用于申请成为主节点；

数据获取单元，用于在通过所述从节点获得候选节点发送的投票请求报文后，通过所述从节点获取所述候选节点的性能评价数据，所述性能评价数据包括所述候选节点的性能指标数据和客户端请求接收量中的一个或者两个，所述客户端请求接收量为所述候选节点接收到客户端请求的数量；

投票选举单元，用于如果基于所述候选节点的性能评价数据确定出候选节点属于从节点对应的候选节点集中最高性能的候选节点，通过所述从节点向所述候选节点发送投票回复报文，所述投票回复报文用于指示所述从节点同意所述候选节点成为主节点，从节点对应的候选节点集包括向所述从节点发送投票请求报文的所有候选节点；

主节点确定单元，用于在通过所述候选节点确认发送投票回复报文的从节点的数量满足第二条件，将所述候选节点切换为所述区块链系统中的主节点。

在一种可选方式中，所述投票请求报文携带有所述候选节点的硬件剩余性能指标，所述硬件剩余性能指标用于表征所述候选节点中硬件可用情况；

所述数据获得单元用于通过如下一种或者两种方式获取所述候选节点的性能指标数据：

通过所述从节点从候选节点发送的投票请求报文中携带的所述候选节点的硬件剩余性能指标；

通过所述从节点对所述候选节点进行网络性能测试，得到所述候选节点的网络性能指标。

在一种可选方式中，所述主节点确定单元用于通过如下方式确定出所述候选节点属于所述候选节点集中最高性能的候选节点，包括：

如果所述候选节点的硬件剩余性能指标属于所述从节点对应的候选节点集对应的最高硬件剩余性能指标、所述候选节点的网络性能指标属于所述候选节点集对应的最高网络性能指标，或者所述候选节点对应的客户端请求接收量最多，确认所述候选节点属于所述候选节点集中最高性能的候选节点。

在又一种可能的实现方式中，该装置还包括：

历史次数确定单元，用于在所述从节点获得候选节点发送的投票请求报文后，通过所述从节点获得候选节点历史当选为主节点的历史当选总次数；

报文回复单元，用于如果所述从节点尚未发送过投票回复报文，通过所述从节点向历史当选总次数最少且投票请求报文的发送时刻最靠前的候选节点发送投票回复报文；

投票选举单元具体为，用于如果基于所述候选节点的性能评价数据确定出候选节点属于从节点对应的候选节点集中最高性能的候选节点，且所述从节点尚未发送过投票回复报文，所述从节点向所述候选节点发送投票回复报文。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。同时，本说明书中各实施例中记载的特征可以相互替换或者组合，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对于装置类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种区块链的节点选举控制方法，其特征在于，应用于区块链系统，包括：

区块链系统中的从节点获取所述区块链系统中主节点的性能指标数据；

如所述从节点基于所述主节点的性能指标数据确定出所述主节点处于低性能状态，所述从节点向所述主节点发送反对指示报文，所述反对指示报文用于表征所述从节点期望重新选举主节点；

如所述主节点确认发送所述反对指示报文的从节点的数量满足第一条件，控制启动主节点的重新选举；

所述从节点获取所述区块链系统中主节点的性能指标数据，包括如下任意一种或者两种：

所述从节点对所述区块链系统中的主节点进行网络性能测试，得到所述主节点的网络性能指标；

所述从节点从所述区块链节点的主节点获取所述主节点的交易处理性能指标，所述交易性能处理指标用于表征所述主节点处理区块链系统中交易的处理性能；

所述从节点基于所述主节点的性能指标数据确定出所述主节点处于低性能状态，包括：

如果所述主节点的网络性能指标符合所述从节点设定的低网络性能条件，或者所述主节点的交易处理性能指标符合所述从节点设定的低交易性能条件，所述从节点确认所述主节点处于低性能状态；

所述方法还包括：

所述从节点获取区块链系统中记录的所述主节点的出块次数；

如果所述主节点的出块次数超过所述从节点中设定的出块次数阈值，所述从节点向所述主节点发送反对指示报文。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述主节点控制启动主节点的重新选举之后，还包括：

所述从节点在确认满足投票发起条件时，所述从节点作为候选节点向区块链中各节点发送投票请求报文，所述投票请求报文用于申请成为主节点；

所述从节点在获得候选节点发送的投票请求报文后，所述从节点获取所述候选节点的性能评价数据，所述性能评价数据包括所述候选节点的性能指标数据和客户端请求接收量中的一个或者两个，所述客户端请求接收量为所述候选节点接收到客户端请求的数量；

如果基于所述候选节点的性能评价数据，确定出所述候选节点属于从节点对应的候选节点集中最高性能的候选节点，所述从节点向所述候选节点发送投票回复报文，所述投票回复报文用于指示所述从节点同意所述候选节点成为主节点，所述从节点对应的候选节点集包括向所述从节点发送投票请求报文的候选节点；

所述候选节点在确认发送投票回复报文的从节点的数量满足第二条件，所述候选节点切换为所述区块链系统中的主节点。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述投票请求报文携带有所述候选节点的硬件剩余性能指标，所述硬件剩余性能指标用于表征所述候选节点中硬件可用情况；

所述从节点获取所述候选节点的性能指标数据包括如下一种或者两种：

所述从节点从候选节点发送的投票请求报文中携带的所述候选节点的硬件剩余性能指标；

所述从节点对所述候选节点进行网络性能测试，得到所述候选节点的网络性能指标。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述候选节点的性能评价数据，确定出所述候选节点属于从节点对应的候选节点集中最高性能的候选节点，包括：

如果所述候选节点的硬件剩余性能指标属于所述从节点对应的候选节点集对应的最高硬件剩余性能指标、所述候选节点的网络性能指标属于所述候选节点集对应的最高网络性能指标，或者所述候选节点对应的客户端请求接收量最多，确认所述候选节点属于所述候选节点集中最高性能的候选节点。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：

所述从节点在获得候选节点发送的投票请求报文后，所述从节点获得候选节点历史当选为主节点的历史当选总次数；

如果所述从节点尚未发送过投票回复报文，所述从节点向历史当选总次数最少且投票请求报文的发送时刻最靠前的候选节点发送投票回复报文；

所述基于所述候选节点的性能评价数据，确定出所述候选节点属于从节点对应的候选节点集中最高性能的候选节点，所述从节点向所述候选节点发送投票回复报文，包括：

如果基于所述候选节点的性能评价数据确定出所述候选节点属于从节点对应的候选节点集中最高性能的候选节点，且所述从节点尚未发送过投票回复报文，所述从节点向所述候选节点发送投票回复报文。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述主节点控制启动主节点的选举，包括：

所述主节点停止向区块链系统中的从节点发送心跳包，以触发从节点发起投票；

所述从节点通过如下方式确认满足投票发起条件：

如所述从节点检测到心跳计时器的计时时长超过所述从节点设定的超时时长，则确认满足投票发起条件，其中，所述从节点的心跳计时器的计时时长为所述从节点距离最近一次接收到主节点的心跳包的时长。

7.一种区块链的节点选举控制装置，其特征在于，应用于区块链系统，包括：

指标获取单元，用于通过从节点获取所述区块链系统中主节点的性能指标数据；

反对指示单元，用于如基于所述主节点的性能指标数据确定出所述主节点处于低性能状态，通过所述从节点向所述主节点发送反对指示报文，所述反对指示报文用于表征所述从节点期望重新选举主节点；

选举触发单元，用于如通过所述主节点确认发送所述反对指示报文的从节点的数量满足第一条件，通过所述主节点控制启动主节点的重新选举；

所述指标获取单元，包括如下第一指标获得单元和第二指标获得单元中的任意一种或者两种：

第一指标获得单元，用于通过所述从节点对所述区块链系统中的主节点进行网络性能测试，得到所述主节点的网络性能指标；

第二指标获得单元，用于通过所述从节点从所述区块链节点的主节点获取所述主节点的交易处理性能指标，所述交易性能处理指标用于表征所述主节点处理区块链系统中交易的处理性能；

所述反对指示单元用于通过如下方式确定出所述主节点处于低性能状态：

如果所述主节点的网络性能指标符合所述从节点设定的低网络性能条件，或者所述主节点的交易处理性能指标符合所述从节点设定的低交易性能条件，所述从节点确认所述主节点处于低性能状态；

所述装置还包括：

次数获取单元，用于通过所述从节点获取区块链系统中记录的所述主节点的出块次数；

发对报文发送单元，用于如果所述主节点的出块次数超过所述从节点中设定的出块次数阈值，通过所述从节点向所述主节点发送反对指示报文。