CN114422526B - 一种区块同步方法、装置、电子设备和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本说明书提供一种区块同步方法、装置、电子设备和存储介质，其中，该方法应用于第一区块链节点，第一区块链节点动态维护有本地最新区块的本地区块高度以及区块链网络中其他区块链节点对应的请求区块数上限，该方法包括：在本地区块高度落后于区块链网络实际最新区块的最新区块高度的情况下，向维护有实际最新区块的正常节点发送针对第一数量的落后区块的区块同步请求，落后区块的区块高度处于本地区块高度与最新区块高度之间，第一数量不超过正常节点对应的第一请求区块数上限；接收正常节点响应于区块同步请求单次返回的应答消息，检测应答消息包含的落后区块的第二数量；在第二数量小于第一数量的情况下，将第一请求区块数上限更新为第二数量。
Description
技术领域
本说明书实施例属于区块链技术领域，尤其涉及一种区块同步方法、装置、电子设备和存储介质。
背景技术
区块链(Blockchain)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。区块链系统中按照时间顺序将数据区块以顺序相连的方式组合成链式数据结构，并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的分布式账本。由于区块链具有去中心化、信息不可篡改、自治性等特性，区块链也受到人们越来越多的重视和应用。
在一个典型的区块链网络中，各个区块链节点之间通过共识协议来确保各自维护的分布式账本的一致性。然而，当区块链节点宕机重启或有新的区块链节点加入时，将导致区块链节点所维护的分布式账本中的区块数据落后于区块链网络中的正常节点，无法参与到正常的共识过程，影响区块链节点上功能与服务的运行。
发明内容
本发明的目的在于提供一种区块同步方法、装置、电子设备和存储介质。
根据本说明书一个或多个实施例的第一方面，提出了一种区块同步方法，应用于区块链网络中的第一区块链节点，第一区块链节点动态维护有本地最新区块的本地区块高度以及所述区块链网络中其他区块链节点对应的请求区块数上限，所述方法包括：
在所述本地区块高度落后于区块链网络实际最新区块的最新区块高度的情况下，向维护有所述实际最新区块的正常节点发送针对第一数量的落后区块的区块同步请求，其中，所述落后区块的区块高度处于所述本地区块高度与所述最新区块高度之间，第一数量不超过所述正常节点对应的第一请求区块数上限；
接收所述正常节点响应于所述区块同步请求单次返回的应答消息，检测所述应答消息包含的落后区块的第二数量；
在第二数量小于第一数量的情况下，将第一请求区块数上限更新为第二数量。
根据本说明书一个或多个实施例的第二方面，提出了一种区块同步装置，应用于区块链网络中的第一区块链节点，第一区块链节点动态维护有本地最新区块的本地区块高度以及所述区块链网络中其他区块链节点对应的请求区块数上限，所述装置包括：
请求发送单元，用于在所述本地区块高度落后于区块链网络实际最新区块的最新区块高度的情况下，向维护有所述实际最新区块的正常节点发送针对第一数量的落后区块的区块同步请求，其中，所述落后区块的区块高度处于所述本地区块高度与所述最新区块高度之间，第一数量不超过所述正常节点对应的第一请求区块数上限；
消息接收单元，用于接收所述正常节点响应于所述区块同步请求单次返回的应答消息，检测所述应答消息包含的落后区块的第二数量；
上限更新单元，用于在第二数量小于第一数量的情况下，将第一请求区块数上限更新为第二数量。
根据本说明书一个或多个实施例的第三方面，提出了一种电子设备，包括：
处理器；
用于存储处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器通过运行所述可执行指令以实现如第一方面中任一项所述的方法。
根据本说明书一个或多个实施例的第四方面，提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，该指令被处理器执行时实现如第一方面中任一项所述方法的步骤。
在本说明书实施例中，通过在第一区块链节点检测到自身属于落后节点情况下，向维护有所述实际最新区块的正常节点发送针对第一数量的落后区块的区块同步请求，并接收所述正常节点响应于所述区块同步请求单次返回的应答消息中包含的落后区块，从而使得落后节点能够获取其对应的落后区块，以确保区块链节点上功能与服务的正常运行。同时，第一区块链节点还会限制第一数量不超过所述正常节点对应的第一请求区块数上限，并且根据接收到的应答消息即时更新第一请求区块数上限，从而可以确保第一区块链节点发出的区块同步请求所需获取的落后区块能够被正常节点响应并完全返回，而不会因正常节点当前的性能限制而部分返回，从而确保了区块同步请求被正常节点完全响应的成功率，有利于区块同步过程的有序进行。
附图说明
为了更清楚地说明本说明书实施例的技术方案，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说明书中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是一示例性实施例提供的一种区块链网络的网络架构图。
图2是一示例性实施例提供的一种区块同步方法的流程图。
图3是一示例性实施例提供的一种网络拓扑结构的示意图。
图4是一示例性实施例提供的一种区块链主网和区块链子网的网络架构图。
图5是一示例性实施例提供的一种设备的结构示意图。
图6是一示例性实施例提供的一种区块同步装置的框图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书中的技术方案，下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书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说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本说明书保护的范围。
图1是一示例性实施例提供的一种区块链网络的网络架构图。在该区块链网络中，包括node_a、node_b、node_c、node_d和node_e共五个区块链节点，其中，node_a部署在节点设备1上，node_b部署在节点设备2上，node_c部署在节点设备3上，node_d部署在节点设备4上，node_e部署在节点设备5上，并且，每个区块链节点均单独维护有一个由若干个区块顺序相连构成的分布式账本，每个区块都会有对应的区块高度，以用于指示该区块在分布式账本中的相对位置，例如某区块链节点所维护的当前区块高度最大的区块就是该区块链节点最近一次共识或同步得到的区块。并且，随着区块链网络中交易的发起、共识和执行，会不断有新的区块产生并被更新至这些区块链节点所维护的分布式账本中。
在正常情况下，区块链网络中的每个区块链节点会依照共识协议不断更新自身维护的分布式账本，这使得每个区块链节点所维护的分布式账本是严格一致的，但当区块链节点宕机重启或有新的区块链节点加入时，将不可避免地导致部分区块链节点所维护的分布式账本中的区块落后于区块链网络中的其他区块链节点，即这些区块链节点所维护的本地最新区块的区块高度落后于区块链网络中实际最新区块的区块高度。本说明书实施例将本地最新区块的区块高度称为本地区块高度，将实际最新区块的区块高度称为最新区块高度，将维护的本地最新区块的本地区块高度落后于最新区块高度的区块链节点称为落后节点，而将维护的本地最新区块的本地区块高度与最新区块高度相同的区块链节点称为正常节点。
由于区块需要按照顺序被整合更新至分布式账本，因此对于落后节点而言，其无法与正常节点一样参与区块链网络中实际最新区块的共识与处理，即无法参与到正常的共识过程，影响落后节点甚至整个区块链网络上功能与服务的运行，因此，如何使得落后节点尽快地获取其所落后的区块以完成追块过程，是该场景下亟待解决的问题。
为解决这一问题，本说明书提出一种区块同步方法，使落后节点向正常节点发送数量不超过请求区块数上限的落后区块的区块同步请求，接收所述正常节点响应于所述区块同步请求单次返回的应答消息，并根据应答消息更新所述正常节点对应的请求区块数上限，从而使得落后节点能够获取其对应的落后区块，同时确保区块同步请求被正常节点完全响应的成功率。
下面结合图2对本说明书涉及的区块同步方法进行详细说明。图2是一示例性实施例提供的一种区块同步方法的流程图。该方法应用于区块链网络中的第一区块链节点，第一区块链节点动态维护有本地最新区块的本地区块高度以及所述区块链网络中其他区块链节点对应的请求区块数上限，所述方法包括：
S202：在所述本地区块高度落后于区块链网络实际最新区块的最新区块高度的情况下，向维护有所述实际最新区块的正常节点发送针对第一数量的落后区块的区块同步请求，其中，所述落后区块的区块高度处于所述本地区块高度与所述最新区块高度之间，第一数量不超过所述正常节点对应的第一请求区块数上限。
本说明书实施例所涉及的区块链网络中的实际最新区块，指的是区块链网络最近一次通过共识的区块的区块高度，由于区块共识后会被所有正常节点处理(执行区块中的交易)并将其更新至其所维护的分布式账本，因此区块链网络中的实际最新区块也等价于区块链网络中的各区块链节点所维护的区块中区块高度最大的区块。
本说明书实施例所涉及的本地最新区块即第一区块链节点最近一次通过共识得到或通过区块同步得到并维护在本地的最新区块，当第一区块链节点检测到本地区块高度落后于所述最新区块高度(本地区块高度小于最新区块高度)的情况下，确定自身属于落后节点，因此会开始向正常节点发送区块同步请求以期获取落后区块。在本说明书实施例中，第一区块链节点在需要进行区块同步时，会限制单次向正常节点请求的区块数。
在本说明书实施例中，第一区块链节点即前述的落后节点，其本地维护的本地最新区块的本地区块高度小于实际最新区块的最新区块高度。由于正常节点也有变成落后节点的可能性，因此对于区块链网络中的任一区块链节点，都会周期性地向其他区块链节点问询其本地所维护的最新区块的区块高度，一旦发现自身所维护的本地区块高度小于其他区块链节点所维护的最新区块的区块高度，则认为自身属于落后节点，反之，如果发现自身所维护的本地区块高度大于或等于其他区块链节点所维护的最新区块的区块高度，则认为自身属于正常节点。
如前所述，落后节点所维护的本地最新区块的本地区块高度小于实际最新区块的最新区块高度，这意味着落后节点未维护有所述实际最新区块，并且，落后节点相较于同时期的正常节点所缺少的区块称为落后区块，所述落后区块所被允许的区块高度处于所述落后节点本地维护的最新区块(即本地最新区块)的本地区块高度与所述实际最新区块的最新区块高度之间，且所述落后区块包含所述实际最新区块但不包含所述本地最新区块。
本说明书实施例所涉及的区块同步请求包含有落后节点的身份信息、源通讯地址、目的通讯地址和所需请求的落后区块的区块范围，该区块范围由区块高度所确定，例如落后节点所维护的本地区块高度为1500，而实际最新区块高度为2000，那么落后节点发送给正常节点的区块同步请求中所携带的落后区块的区块范围就可以为(1500,2000]，用于表示向正常节点请求区块高度从1501至2000的500个区块，当然也可以是(1500,1800]或[1600,2000]。特别的，在落后节点所请求的落后区块的区块范围不从本地区块高度连续开始的情况下，例如上例中区块同步请求指示的[1600,2000]的区块范围，此时落后节点将接收到区块高度由1600至2000的401个区块，但由于分布式账本的更新需要按照区块高度的顺序完成，因此落后节点即使接收到了上述的401个区块也无法对分布式账本完成更新，这种情况下，该落后节点往往还会向其他的正常节点请求有区块范围为(1500,1600)的落后区块，从而使落后节点在接收到其他正常节点返回的区块高度由1501至1600的99个区块后，首先对这99个区块进行处理和上链(区块上链即将区块更新至分布式账本)，然后再对之前接收到的401个区块进行处理和上链，从而通过请求多个正常节点更快地完成追块过程。
在正常节点的性能足够强时，理论上可以不对单次发送的区块同步请求所需请求获取的落后区块的数量进行限制，然而在本说明书实施例中，每个正常节点都存在性能瓶颈，这意味着正常节点用于响应区块同步请求并返回落后区块的能力是有限的，在正常节点较为忙碌时，其用于响应区块同步请求并执行区块同步任务的计算资源和存储资源相对较少，因此会采取部分响应区块同步请求的策略，即仅返回区块同步请求所需请求的部分落后区块，或者采取分批响应区块同步请求的策略，即根据自身当前的剩余性能先后多批次地返回区块同步请求中所需请求的落后区块，然而每个批次返回的应答消息中均仅包含区块同步请求所需请求的部分落后区块。因此，对于落后节点而言，其如果在区块同步请求中一次性请求过多的落后区块，将很可能导致最终只能接收到所需请求的部分落后区块，这会大大影响落后节点进行区块同步的效率。例如落后节点所维护的本地区块高度为1500，而实际最新区块高度为2000，此时落后节点可以分别向两个正常节点发送区块同步请求以期获取区块范围在(1500,2000]的落后区块，落后节点可以向正常节点1发送针对区块范围在(1500,1800]共300个落后区块的区块同步请求，同时向正常节点2发送针对区块范围在(1800,2000]共200个落后区块的区块同步请求，然而，最终正常节点1由于自身性能瓶颈只返回了区块范围在(1500,1700]的200个区块，正常节点2完全返回了区块范围在(1800,2000]的共200个落后区块，由于区块的处理和上链需要按照区块高度的顺序完成，因此对于落后节点而言，其由于缺少区块范围在(1700,1800]之间的100个落后区块，因此会导致其即使接收到了正常节点2所完全返回的200个区块，也无法对这些区块进行处理和上链，从而严重影响了区块同步效率。可见，对于落后节点而言，其如果能够按照正常节点所能承受的区块数进行区块同步策略的分配和安排，就能够避免上述情况的发生，有利于区块同步过程的有序进行。
S204：接收所述正常节点响应于所述区块同步请求单次返回的应答消息，检测所述应答消息包含的落后区块的第二数量。
在本说明书实施例中，正常节点在接收到第一区块链节点发送的区块同步请求后，会基于所述区块同步请求所针对的落后区块，在本地查找得到对应的落后区块并将其封装为应答消息返回第一区块链节点。第一区块链节点在接收到正常节点返回的应答消息后，可以从所述应答消息中解封得到对应的落后区块，因此也能够进一步确定所述应答消息中包含的落后区块的第二数量。
S206：在第二数量小于第一数量的情况下，将第一请求区块数上限更新为第二数量。
在本说明书实施例中，如果第二数量小于第一数量，则说明第一区块链节点先前发送的区块同步请求所针对的第一数量的落后区块并未被正常节点所完全响应并返回，此时可以认为先前请求的区块同步请求所要求获取的第一数量偏多，并不符合当前所述正常节点针对区块同步任务的处理能力，因此可以将所述正常节点对应的第一请求区块数上限更新为第二数量，从而限制后续向所述正常节点发送区块同步请求时所应该请求的区块数，以在区块同步请求被完全响应的成功率以及最大限度利用所述正常节点剩余性能之间取得平衡。本说明书实施例涉及的区块同步请求的完全响应是指正常节点返回的一个应答请求中包含所述区块同步请求所针对的所有落后区块，本说明书实施例所涉及的区块同步请求的部分响应是指正常节点返回的一个应答请求中包含所述区块同步请求所针对的部分落后区块。
在本说明书实施例中，正常节点可以首先验证落后节点的身份信息，例如在区块同步请求所包含的身份信息为第一区块链节点通过自身节点私钥对区块同步请求除身份信息以外的其他内容进行签名得到的签名信息的情况下，所述正常节点就可以基于第一区块链节点对应的节点公钥对签名信息进行验签，并在验签成功的情况下确认第一区块链节点的身份合法。
在本说明书实施例中，通过在第一区块链节点检测到自身属于落后节点情况下，向维护有所述实际最新区块的正常节点发送针对第一数量的落后区块的区块同步请求，并接收所述正常节点响应于所述区块同步请求单次返回的应答消息中包含的落后区块，从而使得落后节点能够获取其对应的落后区块，以确保区块链节点上功能与服务的正常运行。同时，第一区块链节点还会限制第一数量不超过所述正常节点对应的第一请求区块数上限，并且根据接收到的应答消息即时更新第一请求区块数上限，从而可以确保第一区块链节点发出的区块同步请求所需获取的落后区块能够被正常节点响应并完全返回，而不会因正常节点当前的性能限制而部分返回，从而确保了区块同步请求被完全响应的成功率，有利于区块同步过程的有序进行。
可选的，所述将第一请求区块数上限更新为第二数量，包括：在区块链网络中网络消息的消息容量上限大于所述应答消息的消息大小且差值超过区块链网络中区块的平均大小的情况下，将第一请求区块数上限更新为第二数量。
在本说明书实施例中，第一区块链节点检测到第二数量小于第一数量的现象，可能由两种不同的情况所导致：其一即前文所述的，因正常节点的性能瓶颈所导致的部分响应区块同步请求并返回区块同步请求所需请求的部分落后区块；其二，可能是由于网络层面的消息容量上限的限制所导致的，由于区块链网络中不同区块链节点在进行信息交互时需要发送网络消息并按照网络层协议规范网络消息的格式要求，而通常情况下，区块链网络所采用的网络层协议都会规范在区块链网络中传输的网络消息的消息容量上限，也即网络消息所被允许的最大大小，如果网络消息在封装阶段超过了消息容量上限就意味着该网络消息无法在区块链网络中传输。因此对于正常节点而言，其在接收到区块同步请求并准备返回包含落后区块的应答消息时，需要确保应答消息的消息大小不超过所述消息容量上限，而在第一区块链节点所发送的区块同步请求针对的落后区块的第一数量较大时，很可能导致正常节点在封装应答消息的过程中，无法将区块同步请求所针对的所有落后区块完全封装在应答消息中，因此正常节点会采用分批响应并返回的策略，这意味着第一节点设备在检测到应答消息中落后区块的第二数量小于第一数量时，也可能是由区块链网络的消息容量上限的限制所导致的，而并非是正常节点的性能瓶颈所导致，因此有必要对这两种情况进行区分，从而在确定第二数量小于第一数量的现象确实是由正常节点的性能瓶颈所导致的情况下，再更新第一请求区块数上限，从而确保第一请求区块数上限能够唯一地表征所述正常节点当前的区块提供能力。
在本说明书实施例中，如果第一区块链节点确定区块链网络中网络消息的消息容量上限与所述应答消息的消息大小之间的差值超过区块链网络中区块的平均大小的情况下，则认为本次导致第二数量小于第一数量的原因是由所述正常节点的性能瓶颈所导致的，这是因为所述差值代表了应答消息所还能够封装区块的剩余空间，如果该剩余空间大于一个区块的平均大小，则说明最终导致正常节点停止封装区块的原因并非是剩余空间不够再封装一个区块(并非是消息容量上限的限制所导致)，那么就只能是由于该正常节点因性能瓶颈而无法继续响应区块同步请求并继续封装区块所导致的。当然，也可以将上述差值设置为区块链网络中区块的平均大小的预设倍数，本说明书对此并不作任何限制。
可选的，第一数量不超过区块链网络中单条消息的区块承载数量上限，所述区块承载数量上限正相关于区块链网络中网络消息的消息容量上限，且负相关于区块链网络中区块的平均大小。在本说明书实施例中，第一数量还会受到区块承载数量上限的限制，如前述实施例所述，如果在一次区块同步请求中请求过多区块，也可能会因网络层的消息容量上限导致区块同步请求的部分响应，这同样也会影响区块同步的效率。因此在本说明书实施例中，通过设置一个区块承载数量上限，来尽可能避免由于区块链网络中网络消息的消息容量上限而导致区块同步请求未被完全响应的情况。所述区块承载数量上限可以被确定为区块链网络中网络消息的消息容量上限(预设在网络协议中)与区块链网络中区块的平均大小的比值，上述区块链网络中区块的平均大小可以为一个固定的经验参考值，也可以由第一区块链节点基于其历史获取的区块的大小进行动态维护和更新。
可选的，还包括：检测在第一请求区块数上限未变化的情况下第一区块链节点向所述正常节点发送的区块同步请求的次数；在所述次数超过预设阈值的情况下，增加第一请求区块数上限。在本说明书实施例中，如果第一请求区块数上限在多次向所述正常节点发送区块同步请求的情况下均没有被更新，则说明当前的第一请求区块上限并不能客观反映所述正常节点的区块提供能力，可能是因为所述正常节点当前已经不再处于忙碌状态，从而预留给区块同步任务更多的计算资源和内存资源，此时为了确保高效地利用所述正常节点的性能资源，尽可能加快区块同步效率，可以对第一请求区块数上限进行增加，例如增加预设固定数量，或者在原第一区块请求数上限的基础上乘以一个值大于一的倍率因子，本说明书对具体增加的方式并不作任何限制。
可选的，第一区块链节点维护有所述区块链网络中各区块链节点分别所处的节点设备之间的网络拓扑结构以及所述网络拓扑结构对应的网络延迟信息；所述向维护有所述实际最新区块的正常节点发送针对第一数量的落后区块的区块同步请求，包括：基于所述网络延迟信息从所述网络拓扑结构中确定第一区块链节点所处第一节点设备与所述正常节点所处目标节点设备之间总延迟最小的转发路径，将所述区块同步请求根据确定出的转发路径转发至所述正常节点。
在本说明书实施例中，区块链网络中的任一区块链节点均分别部署于不同的硬件实体中，该硬件实体被称为节点设备，而区块链节点则是指运行在节点设备中的软件进程，正如图1所示的网络架构，不同的区块链节点部署于不同的节点设备上，而各区块链节点之间的网络链路其实质上是对应所处的节点设备之间的网络链路，因此，对于任一区块链节点例如node_c而言，假设其需要将消息发送至其他区块链节点例如node_e，只需要将该消息从node_c所处的节点设备3发送至node_e所处的节点设备5即可完成对应的消息传输。
由于第一区块链节点需要将区块同步请求转发至正常节点，因此第一区块链节点需要获知从第一区块链节点所处的第一节点设备到所述正常节点所处的目标节点设备的路由信息。在本说明书实施例中，第一区块链节点通过将获取到的第一节点设备与所处目标节点设备之间总延迟最小的转发路径作为路由信息，将区块同步请求转发至该转发路径中作为下一跳的节点设备，并逐步转发至目标节点设备。
本说明书实施例所涉及的网络拓扑结构是指区块链网络中各区块链节点所处节点设备之间的连接关系，该网络拓扑结构是基于所述区块链网络中各区块链节点之间的网络连接关系而生成，可以通过图形形式所表示。图3是一示例性实施例提供的一种网络拓扑结构的示意图，如图3所示，该网络拓扑结构用于表征区块链节点所部署的节点设备，以及由各区块链节点的网络连接关系所锚定的各节点设备之间的网络链路情况。因此，可以将图3所示的各节点设备之间的连接关系视为一种用于表示上述网络拓扑结构的表现形式，当然，也可以通过矩阵或表格的形式来表示上述网络拓扑结构，这里不做任何限制。
本说明书实施例所涉及的所述网络拓扑结构对应的网络延迟信息，包括：所述网络拓扑结构中的网络链路的链路延迟，和/或所述网络拓扑结构中的节点设备在转发消息时的节点延迟。如图3所示，网络拓扑结构中包含的各网络链路的链路延迟以及各节点设备的节点延迟。其中，网络链路的链路延迟是指消息在该网络链路上转发所需的时延信息，例如图3中节点设备1与节点设备2之间的网络链路的链路延迟为100；节点设备的节点延迟是指消息在进入该节点设备到从该节点设备转发出去所需的时延信息，具体包含节点设备对消息进行解析、查路由表和转发的过程，例如图3中节点设备1的节点延迟为3，节点设备4的转发延迟为5。在本说明书实施例中，链路延迟和节点延迟对应的数值可以代表具体的时延时长，也可以代表与具体时延时长具有相关性的其他时延指标，但链路延迟和节点延迟之间需要统一单位。例如节点设备1与节点设备2之间的网络链路的链路延迟100可以理解为100毫秒(ms)，即表征消息通过该网络链路需要经过100ms，那么节点设备1的节点延迟3就应理解为3ms。
本说明书实施例所涉及的第一区块链节点所处第一节点设备与所述正常节点所处目标节点设备之间总延迟最小的转发路径是通过所述区块链网络中各区块链节点分别所处的节点设备之间的网络拓扑结构以及所述网络拓扑结构对应的网络延迟信息所确定。具体而言，第一区块链节点在需要向所述正常节点发送区块同步请求时，可以通过本地维护的所述网络拓扑结构以及所述网络延迟信息确定出第一节点设备与目标节点设备之间总延迟最小的转发路径。
需要说明的是，本说明书实施例中，虽然第一区块链节点维护有所述网络延迟信息，但实际上所述网络延迟信息具体维护在第一区块链节点所处的第一节点设备中，并由第一节点设备进行更新和维护，后文将详细介绍第一节点设备对自身维护的网络延迟信息的确定和更新的方法，而第一区块链节点仅仅只是从自身所处的第一节点设备读取得到所述网络拓扑结构以及所述网络延迟信息，同理，其他区块链节点所维护的所述网络延迟信息也都是从所述其他区块链节点所处的节点设备上读取得到的。
由于第一区块链节点维护的所述网络拓扑结构包含各节点设备之间的网路链路连接关系，因此第一区块链节点可以在确定所述网络拓扑结构中自身所处的第一节点设备与目标节点设备的相对网络位置关系并确保可达性的情况下，生成第一节点设备与所述目标节点设备之间的转发路径。以图3为例，假设node_c为第一区块链节点，node_e为正常节点，现在node_c检测到自身属于落后节点，需要向node_e发送区块同步请求，node_c首先需要基于自身维护的所述网络拓扑结构确定node_c所处节点设备3(第一节点设备)至node_e所处的节点设备5(目标节点设备)之间的转发路径，显然根据网络拓扑结构可以发现从节点设备3与节点设备5之间并不存在直接相连的网络链路，并且在不考虑环路和原路返回的转发路径中，节点设备3与节点设备5之间的转发路径包括两条：其一，是节点设备3→节点设备1→节点设备2→节点设备5；其二，是节点设备3→节点设备1→节点设备4→节点设备2→节点设备5。node_c在确定可选的两条转发路径后，进一步基于网络延迟信息从可选的两条转发路径中确定出节点设备3与节点设备5之间总延迟最小的转发路径，其中，转发路径对应的总延迟为该转发路径上从第一节点设备到所述目标节点设备途经的至少一段网络链路的链路延迟和/或途经的至少一个节点设备(不包括第一节点设备和目标节点设备)的节点延迟之和。因此，第一区块链节点在确定转发路径的总延迟时，可以仅计算从第一节点设备到所述目标节点设备途经的所有网络链路的链路延迟，也可以仅计算从第一节点设备到所述目标节点设备途经的所有节点设备的节点延迟，还可以同时考虑从第一节点设备到所述目标节点设备途经的所有网络链路的链路延迟以及途径的所有节点设备的节点延迟。例如，以图3为例，由于节点设备3→节点设备1→节点设备2→节点设备5这条转发路径途径的所有网络链路和所有节点设备的总延迟为166，而节点设备3→节点设备1→节点设备4→节点设备2→节点设备5这条转发链路途径的所有网络链路和所有节点设备的总延迟为131，因此node_c最终确定的转发路径为节点设备3→节点设备1→节点设备4→节点设备2→节点设备5，从而node_c可以进一步确定该转发路径中作为下一跳的节点设备1，于是将所述区块同步请求转发至节点设备1。
节点设备1在接收到所述区块同步请求后，可以由节点设备1上部署的node_a所维护的所述网络拓扑结构以及所述网络延迟信息再次确定出节点设备1至节点设备5之间总时延最短的转发路径，并由新确定的转发路径对所述区块同步请求进行二次转发，后续接收到所述区块同步请求的节点设备也按照上述相同的流程，先确定新的转发路径然后再按照新确定的转发路径对所述区块同步请求进行转发；或者，node_c在将区块同步请求转发至节点设备1时，还可以在区块同步请求中携带node_c所确定的转发路径，那么节点设备1在接收到所述区块同步请求和所述转发路径后，可以基于所述区块同步请求中携带的所述转发路径继续查找到下一跳的节点设备为节点设备4，并将所述区块同步请求转发至节点设备4，节点设备4以及后续的节点设备按照相同的流程继续转发所述区块同步请求，直至所述区块同步请求被转发至节点设备5。节点设备5在接收到所述区块同步请求后，会进一步将所述区块同步请求转发至本地部署的node_e，从而完成向正常节点发送区块同步请求的全部流程。
在本说明书实施例中，由于所述转发路径通过所述区块链网络中各区块链节点分别所处的节点设备之间的网络拓扑结构以及所述网络拓扑结构对应的网络延迟信息所确定，因此可以确保区块同步请求能够通过总延迟最小的转发路径转发至正常节点，加速了落后节点的追块过程。
在本说明书实施例中，所述网络延迟信息包括所述网络拓扑结构中的近端网络链路的链路延迟和/或远端网络链路的链路延迟，所述近端网络链路为第一节点设备与其邻居节点设备之间的网络链路，所述远端网络链路为所述网络拓扑结构中除所述近端网络链路之外的网络链路。第一节点设备的邻居节点设备指的是与第一节点设备通过一段网络链路直接相连的节点设备，以图3为例，节点设备1对应的邻居节点设备包括节点设备2、节点设备3和节点设备4，节点设备4的邻居节点设备包括节点设备1和节点设备2。
对于第一节点设备而言，其维护有两种不同类型的网络链路，包括近端网络链路和远端网络链路。其中，近端网络链路是指与第一节点设备直接相连的网络链路，也即第一节点设备与其邻居节点设备之间的网络链路；远端网络链路，是指不与第一节点设备直接相连的网络链路，也即所述网络拓扑结构中除第一节点设备对应的近端网络链路之外的网络链路。依然以图3为例，节点设备1对应的近端网络链路包括其分别与节点设备3、节点设备4与节点设备5之间的网络链路，节点设备1对应的远端网络链路则包括节点设备1与节点设备2之间、节点设备4与节点设备2之间以及节点设备2与节点设备5之间的网络链路。
第一节点设备根据不同类型的网络链路，按照不同的策略获取链路延迟。第一节点设备根据本端链路延迟和/或对端链路延迟确定所述近端网络链路的链路延迟；其中，所述本端链路延迟由第一节点设备通过请求应答机制对所述近端网络链路进行检测得到，所述对端链路延迟由第一节点设备的邻居节点设备通过请求应答机制对所述近端网络链路进行检测得到；和/或，接收第一节点设备的邻居节点设备发送的所述远端网络链路的链路延迟，所述远端网络链路的链路延迟由所述远端网络链路的至少一端节点设备通过请求应答机制对所述远端网络链路进行检测得到的链路延迟所确定。
本说明书实施例涉及的请求应答机制涉及请求方与应答方之间的交互，并且认为请求应答机制的发起方即为上述的请求方，请求应答机制具体通过以下方式实现：请求方向应答方发送一个携带有时刻t1的请求消息，t1即请求方记录的发送该请求消息时的请求方本地时刻。应答方在接收到该请求消息后，会记录下其接收到该请求消息时的应答方本地时刻t2，然后将响应于该请求消息生成的应答消息返回至请求方，同时在应答消息中携带时刻t2和时刻t3，其中t3为应答方记录的返回该应答消息时的应答方本地时刻。最后请求方在获取到该应答消息后，记录下接受到该应答消息时的请求方本地时刻t4，接着，从获取的应答消息中提取出t2和t3，然后计算T0＝[(t4-t1)-(t3-t2)]/2，将其确定为请求方与应答方之间的网络链路的链路延迟T0。为了避免中转设备的转发延迟的干扰，请求方与应答方之间不存在其他中转设备。请求应答机制中所涉及的请求消息和应答消息可以为专用于计算链路延迟的专用消息，也可以为其他普通的正常业务请求，或者网络中的心跳消息，由于在计算链路延迟时，应答方的本地处理时间t3-t2是被考虑在内的，因此无论何种类型的请求消息和应答消息都可以适用于上述请求应答机制来使得请求方测得相关的链路延迟。
在本说明实施例中，第一节点设备在确定近端网络链路的链路延迟时，即可通过上述请求应答机制来确定。例如，第一节点设备可以向其邻居节点设备主动发起请求应答机制，从而确定出第一节点设备与该邻居节点设备之间的近端网络链路的链路延迟，这种由第一节点设备通过请求应答机制而测得的近端网络的链路延迟称为本端链路延迟。另一方面，由于对于任何一个网络链路而言，其包含的两端设备都可以通过发起请求应答机制来测得该网络链路的链路延迟，因此第一节点设备也可以通过接收其邻居节点设备进行请求应答机制所测得的针对第一节点设备与该邻居节点设备之间的近端网络链路的链路延迟，直接获取该近端网络链路的链路延迟，这种由邻居节点设备测得并提供至第一节点设备的近端网络链路的链路延迟称为对端链路延迟。综上，第一节点设备可以通过两种手段获取某一近端网络链路的链路延迟，因此也可以在这两种手段之间进行选择或综合考虑，例如，由第一节点设备所最终确定并记录在网络延迟信息中的近端网络链路的链路延迟可以包括：所述本端链路延迟、所述对端链路延迟、或者所述本端链路延迟与所述对端链路延迟的加权平均值。其中，在近端网络链路的链路延迟被确定为所述本端链路延迟与所述对端链路延迟的加权平均值的情况下，可以使第一节点设备所维护的网络延迟信息更加鲁棒。
以图3为例，假设节点设备1通过发起请求应答机制所测得的与节点设备2之间的近端网络链路的本端链路延迟为102，而节点设备2通过发起请求应答机制所测得的该近端网络链路的对端链路延迟为98，那么，对于节点设备1而言，其可以直接将自身测得的本端链路延迟102确定为与节点设备2之间的近端网络链路的链路延迟，或者将从节点设备2处接收到的由节点设备2测得的对端链路延迟98确定为该近端网络链路的链路延迟，还可以按照1:1的权重比例将本端链路延迟与对端链路延迟的平均值100确定为该近端网络链路的链路延迟，并将其记录在节点设备1本地维护的网络延迟信息中。
由于第一节点设备仅能直接测得与其邻居节点设备之间的近端网络链路的链路延迟，而无法测得与远端网络链路的链路延迟，因此需要通过接收邻居节点设备发送或转发的包含远端网络链路的链路延迟的链路延迟分享消息，从而直接获取所述远端网络链路的链路延迟，并将其记录至网络延迟信息中对应远端网络链路处。在本说明书实施例中，第一节点设备所接收第一节点设备的邻居节点设备发送的所述远端网络链路的链路延迟，所述远端网络链路的链路延迟由所述远端网络链路的至少一端节点设备通过请求应答机制对所述远端网络链路进行检测得到的链路延迟所确定，例如，所述远端网络链路的链路延迟可以包括：所述远端网络链路的任一端节点设备检测得到的链路延迟，或者所述远端网络链路两端的节点设备分别检测得到的链路延迟的加权平均值。其中，任一端节点设备检测得到的链路延迟均是针对该远端网络链路的链路延迟，在远端网络链路的链路延迟为所述远端网络链路两端的节点设备分别检测得到的链路延迟的加权平均值的情况下，可以使第一节点设备所维护的网络延迟信息更加鲁棒。
如图3所示，假设第一节点设备为节点设备1，那么对于节点设备1而言，节点设备2与节点设备5之间的远端网络链路的链路延迟就无法通过请求应答机制直接测得，而是需要由节点设备2和/或节点设备5通过发起请求应答机制进行测算和确定，并由节点设备2将最终确定得到的远端网络链路的链路延迟封装至链路延迟分享消息发送或转发至节点设备1，节点设备1基于获取到的该远端网络链路的链路延迟更新自身维护的网络延迟信息。
第一节点设备可以接收来自邻居节点设备测得的远端链路延迟，在一实施例中，还包括：接收第一节点设备的邻居节点设备在请求应答机制中发送的应答消息，所述应答消息中包含所述对端链路延迟和/或所述远端网络链路的链路延迟。在本实施例中，第一节点设备所接收到的对端链路延迟和/或远端网络链路的链路延迟可以直接携带在第一节点设备向邻居节点设备发起请求应答机制时所涉及的应答消息中，因此第一节点设备只需要通过发起一次请求应答机制就可以在获得本端链路延迟的情况下，同时获得对端链路延迟和/或远端网络链路的链路延迟，从而降低网络内部交互的复杂性。在另一实施例中，对端链路延迟和/或所述远端网络链路的链路延迟也可以携带在邻居节点设备发送或转发至第一节点设备的其他消息中。
如前所述，所述网络延迟信息包括：所述网络拓扑结构中的网络链路的链路延迟，和/或所述网络拓扑结构中的节点设备在转发消息时的节点延迟。可选的，还包括：获取所述网络拓扑结构中的任一节点设备的至少一个邻居节点设备对该任一节点设备进行检测得到的节点延迟，并根据获取的节点延迟确定所述任一节点设备的节点延迟；和/或，接收其他节点设备共享的所述任一节点设备的节点延迟。在本说明书实施例中，任一节点设备的节点延迟需要通过该任一节点设备对应的任一邻居节点设备所测得，具体而言，是由任一节点设备对应的任一邻居节点通过回流消息机制测得。
本说明书实施例涉及的回流消息机制涉及请求方与应答方之间的交互，并且认为回流消息机制的发起方即为上述的请求方，回流消息机制具体通过以下方式实现：请求方首先选定一个应答方并发起回流消息机制，首先请求方需要构造一个目的地址指向请求方自身的回流消息，并根据与应答方直接相连的网络链路将该回流消息发送至应答方，同时记录下发送该回流消息时的请求方本地时刻t5。应答方在接收到该回流消息后，通过查找路由表得知该回流消息的目的地址为请求方，因此会将该回流消息原路返回至请求方，请求方在接收到该回流消息后，记录下请求方本地时刻t6，然后计算T1＝t6-t5，得到该回流消息从由请求方出发到返回请求方的整个周期对应的转发延迟T1，然后，请求方再从其所维护的网络延迟信息中查找出请求方与应答方之间网络链路的链路延迟T2，然后计算T3＝T1-2*T2，从而最终确定应答方对应的节点延迟为T3。回流消息机制要求请求方与应答方之间不存在其他中转设备，这是因为回流消息机制所测量的对象即应答方的转发消息的节点延迟，因此增加其他中转设备将导致无法达到测量预期。
在本说明书实施例中，所述任一节点设备的任一邻居节点设备对该任一节点设备进行检测，包括：所述任一邻居节点设备向所述任一节点设备发送回流消息，通过所述回流消息的转发延迟、所述任一邻居节点设备与所述任一节点设备之间网络链路的链路延迟，确定所述任一节点设备的节点延迟，所述回流消息为所述任一邻居节点设备向所述任一节点设备发送的目的地址指向所述任一邻居节点设备的消息。如前所述，对于任一节点设备的节点延迟，该任一节点设备的任一邻居节点设备都可以发起回流消息机制以测得。
对于第一节点设备的某一邻居节点设备的节点延迟，第一节点设备可以通过发起回流消息机制直接检测得到，当然，由于与该邻居节点设备直接相连的节点设备可能不仅包括第一节点设备，因此第一节点设备还可接收这些节点设备通过回流消息机制所测得的该邻居节点设备对应的节点延迟，并作为参考以最终确定该邻居节点设备对应的节点延迟。以图3为例，假设节点设备1通过向节点设备4发起回流消息机制从而检测得到的节点设备4的节点延迟为3，同时还接收到节点设备2通过向节点设备4发起回流消息机制从而检测得到的节点设备4的节点延迟为7，那么对于节点设备1而言，其可以直接将自身测得的节点延迟3确定为与节点设备4的节点延迟，并将其记录在节点设备1本地维护的网络延迟信息中，或者将从节点设备2处接收到的由节点设备2测得的节点延迟7确定为节点设备4的节点延迟，并记录在节点设备1本地维护的网络延迟信息中，还可以按照1:1的权重比例将自身测得的节点延迟3与节点设备2测得的节点延迟7的平均值5确定为节点设备4的节点延迟，并将其记录在节点设备1本地维护的网络延迟信息中。
对于第一节点设备，其无法通过回流消息机制检测得到除其邻居节点设备以外的节点设备的节点延迟，因此，第一节点设备还可以通过其他方式获取任一节点设备的节点延迟，例如，第一节点设备可以直接接收其他节点设备共享的所述任一节点设备的节点延迟。以图3为例，节点设备1无法直接检测得到节点设备5的节点延迟，但是节点设备2可以测得，因此节点设备1可以直接接收节点设备2发送给节点设备1的携带有节点设备5节点延迟的节点延迟分享消息，从而获取并确定节点设备5的节点延迟为2，并最终将其记录在本地的网络延迟信息中。当然，节点设备1也不一定要从节点设备2处获取节点设备5的节点延迟，事实上，通过前述的节点延迟的获取方式，节点设备4维护的网络延迟信息中其实也包含节点设备5的节点延迟，因此节点设备1也可以接收节点设备4发送的携带有节点设备5节点延迟的节点延迟分享消息，以获取节点设备5的节点延迟。
第一节点设备所维护的网络延迟信息中所述任一节点设备的节点延迟，包括：所述任一节点设备的任一邻居节点设备对该任一节点设备进行检测得到的节点延迟，或者所述任一节点设备的至少一个邻居节点设备对该任一节点设备进行检测得到的节点延迟的加权平均值。如前所述，对于任一节点设备的节点延迟，该任一节点设备的任一邻居节点都可以检测得到，因此第一节点设备在最终确定该任一节点设备的节点延迟时，可以直接将该任一节点设备的任一邻居节点检测得到的针对该任一节点设备的节点延迟记录在本地维护的网络延迟信息中，也可以将该任一节点设备的一个或多个邻居节点设备对该任一节点设备进行检测得到的节点延迟的加权平均值确定为该任一节点设备的节点延迟，并将其记录在本地维护的网络延迟信息中。在所述任一节点设备的节点延迟被最终确定为所述任一节点设备的至少一个邻居节点设备对该任一节点设备进行检测得到的节点延迟的加权平均值的情况下，可以使第一节点设备所维护的网络延迟信息更加鲁棒。
以图3为例，节点设备1可以分别接收节点设备3检测得到的节点设备1的节点延迟1、节点设备2检测得到的节点设备1的节点延迟3和节点设备4检测得到的节点设备1的节点延迟5，此时节点设备1可以任选其中一个节点设备所测得的节点设备1的节点延迟作为本地维护的网络延迟信息中节点设备1的节点延迟，也可以按照3:1的权重比例将节点设备3测得的节点延迟和节点设备2测得的节点延迟的加权平均值1.5确定为网络延迟信息中节点设备1的节点延迟，还可以按照1:1:1的权重比例将上述三个节点设备所检测得到的节点设备1的节点延迟的加权平均值3确定为网络延迟信息中节点设备1的节点延迟。
可选的，所述区块链网络包括由区块链主网所管理区块链子网，部署有区块链子网中的子网节点的节点设备上还部署有所述区块链主网中的主网节点；其中，所述网络拓扑结构由第一区块链节点从第一节点设备上部署的主网节点所获取，所述网络拓扑结构是基于所述区块链主网中各主网节点之间的网络连接关系而生成。
由于区块链网络的去中心化特性，使得区块链网络中的所有区块链节点均会维护相同的区块数据，无法满足部分节点的特殊需求。以联盟链为例，所有联盟成员(即联盟内的节点成员)可以组成一区块链网络，所有联盟成员在该区块链网络中分别存在对应的区块链节点，并可以通过对应的区块链节点获得该区块链网络上发生的所有交易和相关数据。但在一些情况下，可能存在部分联盟成员希望完成一些具有保密需求的交易，这些联盟成员既希望这些交易能够在区块链上存证或借助于区块链技术的其他优势，又能够避免其他联盟成员查看到这些交易和相关数据。虽然这些联盟成员可以额外组建一新的区块链网络，其建立方式与上述包含所有联盟成员的区块链网络类似，但是从头开始建立一条新的区块链网络需要消耗大量的资源，且无论是该区块链网络的建立过程或是建成后的配置过程都非常耗时。联盟成员之间的需求往往是临时的或者具有一定的时效性，使得新建的区块链网络很快就会由于需求消失而失去存在的意义，从而进一步增加了上述区块链网络的建链成本。而联盟成员之间的需求经常会变化，而每一需求所对应的联盟成员也往往不同，因而每当联盟成员发生变化时就可能需要组建一新的区块链网络，从而造成资源和时间的大量浪费。
为此，可以将已组建的区块链网络作为区块链主网，并在该区块链主网的基础上组建区块链子网。那么，在诸如上述的联盟链场景下，联盟成员可以在已经参与区块链主网的情况下，基于自身需求而在区块链主网的基础上组建所需的区块链子网。由于区块链子网是在区块链主网的基础上所建立，使得区块链子网的组建过程相比于完全独立地组建一条区块链网络，所消耗的资源和所需的耗时等都极大地降低，灵活性极高。
以图4为例，图4是一示例性实施例提供的一种区块链主网和区块链子网的网络架构图。区块链主网subnet0原本包含主网节点nodeA～nodeE，而在subnet0的基础上可以组建出区块链子网subnet1，该subnet1包含子网节点nodeA1～nodeD1。类似地，还可以在subnet0上组建出区块链子网subnet2或更多的区块链子网。其中，在本说明书实施例所涉及的网络架构中，nodeA与nodeA1、nodeA2同时部署于同一节点设备1中，nodeB与nodeB1、nodeB2同时部署于同一节点设备2中，nodeC、nodeC1与nodeC2同时部署于同一节点设备3中，nodeD、nodeD1同时部署于同一节点设备4中，nodeE与nodeE2同时部署于同一节点设备5中。
本说明书实施例中涉及的任一节点设备上部署的各区块链节点均为运行在所述任一节点设备上的不同的区块链实例，任一节点设备上部署的各区块链节点生成的区块分别存入所述任一节点设备上的不同存储(例如数据库)，且任一节点设备部署的各区块链节点分别使用的存储之间相互隔离。
在本说明书实施例中，前述的网络拓扑结构是基于所述区块链主网中各主网节点之间的网络连接关系而生成，而上述网络连接关系对应的网络链路包括：所述区块链主网中的共识主网节点之间建立的共识链路，以及共识主网节点与非共识主网节点之间建立的同步链路。以图4为例，区块链主网中subnet0中的主网节点nodeA～E分别部署在节点设备1～5上，而任一节点设备可以通过本地部署的主网节点查询区块链主网上有关各主网节点的共识类型，例如节点设备1可以通过subnet0部署的系统合约的合约状态获知subnet0中的nodeA、nodeB和nodeD为共识节点，而nodeC为非共识节点且其所锚定的同步节点为nodeA，即nodeC只会从nodeA上同步区块而本身不参与交易共识、区块打包等过程，nodeE也为非共识节点且其所锚定的同步节点为nodeB。通过获取上述信息，节点设备1可以建立起区块链主网中各主网节点之间的网路连接关系，如图4所示的subnet0中各主网节点之间的网络连接关系，其中nodeA、nodeB和nodeD之间建立有两两相连的共识链路，而nodeC仅与nodeA通过同步链路相连，nodeE仅与nodeB通过同步链路相连。由于主网节点部署在节点设备上，因此在各主网节点之间的网路连接关系确定后，所述区块链主网中各主网节点分别所处的节点设备之间的网络拓扑结构也因此确定，并且由于节点设备1还可以通过subnet0部署的子网管理合约的合约状态查找得到任一区块链子网中各节点成员所处的节点设备，因此节点设备1通过各主网节点的网络连接关系所生成的各节点设备的网络拓扑结构中还包含各节点设备本地所部署的子网节点的情况，即所述网络拓扑结构中还包含各区块链子网中子网节点在节点设备上的分布情况，类似的，其他节点设备也维护有相同的网络拓扑结构。
在本说明书实施例中，各区块链节点在对所述区块同步请求进行转发时，均是通过各节点设备上分别部署的各主网节点之间建立的网络链路所实现的，具体而言，所述网络链路在各节点设备上分别运行的各通讯插件之间建立，其中，同一节点设备上的主网节点与子网节点共享该节点设备上运行的通讯插件。因此在本说明书实施例中，通过区块链主网中各主网节点所建立的网络连接链路(包括共识链路和同步链路)，从而使得作为区块链子网的第一区块链网络中各区块链节点之间无需建立新的网络连接链路，而是通过底层区块链主网预先建立的网络连接链路，实现第一区块链网络中各区块链节点之间的网络通讯。
可选的，第一区块链节点所处第一节点设备上还部署有所述区块链网络所处的区块链系统内其他区块链网络中的其他区块链节点，所述方法还包括：在所述本地区块高度未落后于所述最新区块高度的情况下，将第一请求区块数上限对应的第一数值提供至第一节点设备，以使第一节点设备将第一数值增加至其维护的所述正常节点所处目标节点设备对应的上限总数；其中，所述上限总数用于使第一节点设备向所述其他区块链节点提供不超过所述上限总数的第二数值，以使所述其他区块链节点将第二数值增加至所述其他区块链节点维护的所述正常节点对应的第二请求区块数上限。
本说明书实施例所涉及的区块链系统是指由多个区块链网络共同构成的区块链系统，例如前述的由区块链主网及其管理的区块链子网所构成的区块链系统，所述区块链系统的特点在于其所涉及的节点设备中存在同时部署有多个区块链节点的现象，而本说明书所涉及的第一区块链节点所处的第一节点设备正部署有多个区块链网络所属的多个区块链节点。在本说明书实施例中，第一节点设备中部署的不同区块链节点可以实现对某一正常节点的区块请求数上限的共享，具体而言，对于本地区块高度未落后于其所属区块链网络维护的实际区块高度的区块链节点(即正常节点)，会将其所维护的针对各正常节点的请求区块数上限共享至第一节点设备上维护的针对各正常节点所处节点设备的上限总数，以提供给第一节点设备上部署的需要进行区块同步的落后节点，从而加快落后节点的区块同步效率。另外，当第一节点设备上部署的正常节点转换为落后节点从而需要进行追块过程时，就会向第一节点设备收回先前共享至第一节点设备的请求区块数上限。本说明书实施例实现在第一节点设备内部的针对各正常节点的请求区块数上限的信息共享，由于正常节点的性能是由其所处节点设备的忙碌程度所决定的，因此本说明书实施例通过对不同区块链网络中正常节点的请求区块数上限进行整合，以维护区块链系统所涉及的各节点设备的上限总数，并在第一节点设备内部进行请求区块数上限的资源共享和资源分配，以在由多个区块链网络所构成的区块链系统的场景下，加快不同区块链网络中的各区块链节点针对各自区块链网络中的正常节点的区块请求数上限的更新速度，从而最大化利用各节点设备的性能资源实现区块同步任务的全局加速。
图5是一示例性实施例提供的一种设备的示意结构图。请参考图5，在硬件层面，该设备包括处理器502、内部总线504、网络接口506、内存508以及非易失性存储器510，当然还可能包括其他业务所需要的硬件。本说明书一个或多个实施例可以基于软件方式来实现，比如由处理器502从非易失性存储器510中读取对应的计算机程序到内存508中然后运行。当然，除了软件实现方式之外，本说明书一个或多个实施例并不排除其他实现方式，比如逻辑器件抑或软硬件结合的方式等等，也就是说以下处理流程的执行主体并不限定于各个逻辑单元，也可以是硬件或逻辑器件。
如图6所示，图6是本说明书根据一示例性实施例提供的一种区块同步装置的框图，该装置可以应用于如图5所示的设备中，以实现本说明书的技术方案；该装置应用于区块链网络中的第一区块链节点，第一区块链节点动态维护有本地最新区块的本地区块高度以及所述区块链网络中其他区块链节点对应的请求区块数上限，所述装置包括：
请求发送单元601，用于在所述本地区块高度落后于区块链网络实际最新区块的最新区块高度的情况下，向维护有所述实际最新区块的正常节点发送针对第一数量的落后区块的区块同步请求，其中，所述落后区块的区块高度处于所述本地区块高度与所述最新区块高度之间，第一数量不超过所述正常节点对应的第一请求区块数上限；
消息接收单元602，用于接收所述正常节点响应于所述区块同步请求单次返回的应答消息，检测所述应答消息包含的落后区块的第二数量；
上限更新单元603，用于在第二数量小于第一数量的情况下，将第一请求区块数上限更新为第二数量。
可选的，所述上限更新单元603具体用于：
在区块链网络中网络消息的消息容量上限大于所述应答消息的消息大小且差值超过区块链网络中区块的平均大小的情况下，将第一请求区块数上限更新为第二数量。
可选的，第一数量不超过区块链网络中单条消息的区块承载数量上限，所述区块承载数量上限正相关于区块链网络中网络消息的消息容量上限，且负相关于区块链网络中区块的平均大小。
可选的，还包括：
次数检测单元604，用于检测在第一请求区块数上限未变化的情况下第一区块链节点向所述正常节点发送的区块同步请求的次数；
上限增加单元605，用于在所述次数超过预设阈值的情况下，增加第一请求区块数上限。
可选的，第一区块链节点所处第一节点设备上还部署有所述区块链网络所处的区块链系统内其他区块链网络中的其他区块链节点，所述装置还包括：
上限共享单元606，用于在所述本地区块高度未落后于所述最新区块高度的情况下，将第一请求区块数上限对应的第一数值提供至第一节点设备，以使第一节点设备将第一数值增加至其维护的所述正常节点所处目标节点设备对应的上限总数；
其中，所述上限总数用于使第一节点设备向所述其他区块链节点提供不超过所述上限总数的第二数值，以使所述其他区块链节点将第二数值增加至所述其他区块链节点维护的所述正常节点对应的第二请求区块数上限。
可选的，第一区块链节点维护有所述区块链网络中各区块链节点分别所处的节点设备之间的网络拓扑结构以及所述网络拓扑结构对应的网络延迟信息；所述请求发送单元601具体用于：
基于所述网络延迟信息从所述网络拓扑结构中确定第一区块链节点所处第一节点设备与所述正常节点所处目标节点设备之间总延迟最小的转发路径，将所述区块同步请求根据确定出的转发路径转发至所述正常节点。
可选的，所述网络延迟信息包括所述网络拓扑结构中的近端网络链路的链路延迟和/或远端网络链路的链路延迟，所述近端网络链路为第一节点设备与其邻居节点设备之间的网络链路，所述远端网络链路为所述网络拓扑结构中除所述近端网络链路之外的网络链路。
可选的，还包括：
链路延迟获取单元607，用于根据本端链路延迟和/或对端链路延迟确定所述近端网络链路的链路延迟；其中，所述本端链路延迟由第一节点设备通过请求应答机制对所述近端网络链路进行检测得到，所述对端链路延迟由第一节点设备的邻居节点设备通过请求应答机制对所述近端网络链路进行检测得到；和/或，
接收第一节点设备的邻居节点设备发送的所述远端网络链路的链路延迟，所述远端网络链路的链路延迟由所述远端网络链路的至少一端节点设备通过请求应答机制对所述远端网络链路进行检测得到的链路延迟所确定。
可选的，还包括：
应答接收单元608，用于接收第一节点设备的邻居节点设备在请求应答机制中发送的应答消息，所述应答消息中包含所述对端链路延迟和/或所述远端网络链路的链路延迟。
可选的，
所述近端网络链路的链路延迟，包括：所述本端链路延迟、所述对端链路延迟、或者所述本端链路延迟与所述对端链路延迟的加权平均值；
所述远端网络链路的链路延迟，包括：所述远端网络链路的任一端节点设备检测得到的链路延迟，或者所述远端网络链路两端的节点设备分别检测得到的链路延迟的加权平均值。
可选的，所述网络延迟信息包括：所述网络拓扑结构中的网络链路的链路延迟，和/或所述网络拓扑结构中的节点设备在转发消息时的节点延迟。
可选的，还包括：
节点延迟获取单元609，用于获取所述网络拓扑结构中的任一节点设备的至少一个邻居节点设备对该任一节点设备进行检测得到的节点延迟，并根据获取的节点延迟确定所述任一节点设备的节点延迟；和/或，
接收其他节点设备共享的所述任一节点设备的节点延迟。
可选的，所述任一节点设备的任一邻居节点设备对该任一节点设备进行检测，包括：
所述任一邻居节点设备向所述任一节点设备发送回流消息，通过所述回流消息的转发延迟、所述任一邻居节点设备与所述任一节点设备之间网络链路的链路延迟，确定所述任一节点设备的节点延迟，所述回流消息为所述任一邻居节点设备向所述任一节点设备发送的目的地址指向所述任一邻居节点设备的消息。
可选的，所述任一节点设备的节点延迟，包括：
所述任一节点设备的任一邻居节点设备对该任一节点设备进行检测得到的节点延迟，或者所述任一节点设备的至少一个邻居节点设备对该任一节点设备进行检测得到的节点延迟的加权平均值。
在20世纪90年代，对于一个技术的改进可以很明显地区分是硬件上的改进(例如，对二极管、晶体管、开关等电路结构的改进)还是软件上的改进(对于方法流程的改进)。然而，随着技术的发展，当今的很多方法流程的改进已经可以视为硬件电路结构的直接改进。设计人员几乎都通过将改进的方法流程编程到硬件电路中来得到相应的硬件电路结构。因此，不能说一个方法流程的改进就不能用硬件实体模块来实现。例如，可编程逻辑器件(Programmable Logic Device,PLD)(例如现场可编程门阵列(Field Programmable GateArray，FPGA))就是这样一种集成电路，其逻辑功能由用户对器件编程来确定。由设计人员自行编程来把一个数字系统“集成”在一片PLD上，而不需要请芯片制造厂商来设计和制作专用的集成电路芯片。而且，如今，取代手工地制作集成电路芯片，这种编程也多半改用“逻辑编译器(logic compiler)”软件来实现，它与程序开发撰写时所用的软件编译器相类似，而要编译之前的原始代码也得用特定的编程语言来撰写，此称之为硬件描述语言(Hardware Description Language，HDL)，而HDL也并非仅有一种，而是有许多种，如ABEL(Advanced Boolean Expression Language)、AHDL(Altera Hardware DescriptionLanguage)、Confluence、CUPL(Cornell University Programming Language)、HDCal、JHDL(Java Hardware Description Language)、Lava、Lola、MyHDL、PALASM、RHDL(RubyHardware Description Language)等，目前最普遍使用的是VHDL(Very-High-SpeedIntegrated Circuit Hardware Description Language)与Verilog。本领域技术人员也应该清楚，只需要将方法流程用上述几种硬件描述语言稍作逻辑编程并编程到集成电路中，就可以很容易得到实现该逻辑方法流程的硬件电路。
控制器可以按任何适当的方式实现，例如，控制器可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该(微)处理器执行的计算机可读程序代码(例如软件或固件)的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器的形式，控制器的例子包括但不限于以下微控制器：ARC 625D、Atmel AT91SAM、Microchip PIC18F26K20以及Silicone Labs C8051F320，存储器控制器还可以被实现为存储器的控制逻辑的一部分。本领域技术人员也知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制器以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种控制器可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至，可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为服务器系统。当然，本发明不排除随着未来计算机技术的发展，实现上述实施例功能的计算机例如可以为个人计算机、膝上型计算机、车载人机交互设备、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何设备的组合。
虽然本说明书一个或多个实施例提供了如实施例或流程图所述的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的手段可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。在实际中的装置或终端产品执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境，甚至为分布式数据处理环境)。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、产品或者设备不仅包括那些要素，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、产品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，并不排除在包括所述要素的过程、方法、产品或者设备中还存在另外的相同或等同要素。例如若使用到第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本说明书一个或多个时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现，也可以将实现同一功能的模块由多个子模块或子单元的组合实现等。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、装置(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储、石墨烯存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
本领域技术人员应明白，本说明书一个或多个实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本说明书一个或多个实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本说明书一个或多个实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本说明书一个或多个实施例可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本本说明书一个或多个实施例，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，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。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本说明书的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
以上所述仅为本说明书一个或多个实施例的实施例而已，并不用于限制本本说明书一个或多个实施例。对于本领域技术人员来说，本说明书一个或多个实施例可以有各种更改和变化。凡在本说明书的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在权利要求范围之内。
Claims (17)
1.一种区块同步方法，应用于区块链网络中的第一区块链节点，第一区块链节点动态维护有本地最新区块的本地区块高度以及所述区块链网络中其他区块链节点对应的请求区块数上限，所述方法包括：
在所述本地区块高度落后于区块链网络实际最新区块的最新区块高度的情况下，向维护有所述实际最新区块的正常节点发送针对第一数量的落后区块的区块同步请求，其中，所述落后区块的区块高度处于所述本地区块高度与所述最新区块高度之间，第一数量不超过所述正常节点对应的第一请求区块数上限；
接收所述正常节点响应于所述区块同步请求单次返回的应答消息，检测所述应答消息包含的落后区块的第二数量；
在第二数量小于第一数量的情况下，将第一请求区块数上限更新为第二数量。
2.根据权利要求1所述的方法，所述将第一请求区块数上限更新为第二数量，包括：
在区块链网络中网络消息的消息容量上限大于所述应答消息的消息大小且差值超过区块链网络中区块的平均大小的情况下，将第一请求区块数上限更新为第二数量。
3.根据权利要求1所述的方法，第一数量不超过区块链网络中单条消息的区块承载数量上限，所述区块承载数量上限正相关于区块链网络中网络消息的消息容量上限，且负相关于区块链网络中区块的平均大小。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括：
检测在第一请求区块数上限未变化的情况下第一区块链节点向所述正常节点发送的区块同步请求的次数；
在所述次数超过预设阈值的情况下，增加第一请求区块数上限。
5.根据权利要求1所述的方法，第一区块链节点所处第一节点设备上还部署有所述区块链网络所处的区块链系统内其他区块链网络中的其他区块链节点，所述方法还包括：
在所述本地区块高度未落后于所述最新区块高度的情况下，将第一请求区块数上限对应的第一数值提供至第一节点设备，以使第一节点设备将第一数值增加至其维护的所述正常节点所处目标节点设备对应的上限总数；
其中，所述上限总数用于使第一节点设备向所述其他区块链节点提供不超过所述上限总数的第二数值，以使所述其他区块链节点将第二数值增加至所述其他区块链节点维护的所述正常节点对应的第二请求区块数上限。
6.根据权利要求1所述的方法，第一区块链节点维护有所述区块链网络中各区块链节点分别所处的节点设备之间的网络拓扑结构以及所述网络拓扑结构对应的网络延迟信息；所述向维护有所述实际最新区块的正常节点发送针对第一数量的落后区块的区块同步请求，包括：
基于所述网络延迟信息从所述网络拓扑结构中确定第一区块链节点所处第一节点设备与所述正常节点所处目标节点设备之间总延迟最小的转发路径，将所述区块同步请求根据确定出的转发路径转发至所述正常节点。
7.根据权利要求6所述的方法，所述网络延迟信息包括所述网络拓扑结构中的近端网络链路的链路延迟和/或远端网络链路的链路延迟，所述近端网络链路为第一节点设备与其邻居节点设备之间的网络链路，所述远端网络链路为所述网络拓扑结构中除所述近端网络链路之外的网络链路。
8.根据权利要求7所述的方法，还包括：
根据本端链路延迟和/或对端链路延迟确定所述近端网络链路的链路延迟；其中，所述本端链路延迟由第一节点设备通过请求应答机制对所述近端网络链路进行检测得到，所述对端链路延迟由第一节点设备的邻居节点设备通过请求应答机制对所述近端网络链路进行检测得到；和/或，
接收第一节点设备的邻居节点设备发送的所述远端网络链路的链路延迟，所述远端网络链路的链路延迟由所述远端网络链路的至少一端节点设备通过请求应答机制对所述远端网络链路进行检测得到的链路延迟所确定。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括：
接收第一节点设备的邻居节点设备在请求应答机制中发送的应答消息，所述应答消息中包含所述对端链路延迟和/或所述远端网络链路的链路延迟。
10.根据权利要求8所述的方法，
所述近端网络链路的链路延迟，包括：所述本端链路延迟、所述对端链路延迟、或者所述本端链路延迟与所述对端链路延迟的加权平均值；
所述远端网络链路的链路延迟，包括：所述远端网络链路的任一端节点设备检测得到的链路延迟，或者所述远端网络链路两端的节点设备分别检测得到的链路延迟的加权平均值。
11.根据权利要求6-10中任一项所述的方法，所述网络延迟信息包括：所述网络拓扑结构中的网络链路的链路延迟，和/或所述网络拓扑结构中的节点设备在转发消息时的节点延迟。
12.根据权利要求11所述的方法，还包括：
获取所述网络拓扑结构中的任一节点设备的至少一个邻居节点设备对该任一节点设备进行检测得到的节点延迟，并根据获取的节点延迟确定所述任一节点设备的节点延迟；和/或，接收其他节点设备共享的所述任一节点设备的节点延迟。
13.根据权利要求12所述的方法，所述任一节点设备的任一邻居节点设备对该任一节点设备进行检测，包括：
所述任一邻居节点设备向所述任一节点设备发送回流消息，通过所述回流消息的转发延迟、所述任一邻居节点设备与所述任一节点设备之间网络链路的链路延迟，确定所述任一节点设备的节点延迟，所述回流消息为所述任一邻居节点设备向所述任一节点设备发送的目的地址指向所述任一邻居节点设备的消息。
14.根据权利要求12所述的方法，所述任一节点设备的节点延迟，包括：
所述任一节点设备的任一邻居节点设备对该任一节点设备进行检测得到的节点延迟，或者所述任一节点设备的至少一个邻居节点设备对该任一节点设备进行检测得到的节点延迟的加权平均值。
15.一种区块同步装置，应用于区块链网络中的第一区块链节点，第一区块链节点动态维护有本地最新区块的本地区块高度以及所述区块链网络中其他区块链节点对应的请求区块数上限，所述装置包括：
请求发送单元，用于在所述本地区块高度落后于区块链网络实际最新区块的最新区块高度的情况下，向维护有所述实际最新区块的正常节点发送针对第一数量的落后区块的区块同步请求，其中，所述落后区块的区块高度处于所述本地区块高度与所述最新区块高度之间，第一数量不超过所述正常节点对应的第一请求区块数上限；
消息接收单元，用于接收所述正常节点响应于所述区块同步请求单次返回的应答消息，检测所述应答消息包含的落后区块的第二数量；
上限更新单元，用于在第二数量小于第一数量的情况下，将第一请求区块数上限更新为第二数量。
16.一种电子设备，包括：
处理器；
用于存储处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器通过运行所述可执行指令以实现如权利要求1-14中任一项所述的方法。
17.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，该指令被处理器执行时实现如权利要求1-14中任一项所述方法的步骤。
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