CN118101360A - 数据交互方法、节点、终端设备及可读介质 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种数据交互方法、节点、终端设备及可读介质,所述数据交互方法包括:根据待广播的第一消息,确定本次广播的待广播节点;所述第一消息包括已广播节点列表;根据所述待广播节点的节点信息更新所述已广播节点列表,得到第二消息;向待广播节点发送所述第二消息,本申请提高了收敛速度,同时由于消息不会被重复处理,降低了消息的冗余度,从而解决了目前gossip广播协议出现的无法兼顾收敛速度和消息冗余度的问题。
Description
技术领域
本申请属于数据交互技术领域,尤其涉及一种数据交互方法、节点、终端设备及可读介质。
背景技术
在数据广播技术中,现有的gossip广播协议是每次选取若干个直连节点进行广播,但是在一些连通性不太好或极端网(例如含有星型网络拓扑的网络)中,push模式(数据交互中数据发送端主动发送数据至数据接收端)收敛速度慢,需要借助pull模式(数据接收端主动从数据发送端拉取数据)才能达到收敛,但是为了提高收敛速度,pull模式可能导致消息重复处理的问题,造成消息冗余严重,因此存在诸多不足。
发明内容
本申请实施例提供了数据交互方法、节点、终端设备及可读介质,可以提高目前数据交互过程中收敛速度的同时不会增加消息冗余度。
第一方面,本申请实施例提供一种数据交互方法,所述数据交互方法应用于节点;所述数据交互方法包括:
根据待广播的第一消息,确定本次广播的待广播节点;所述第一消息包括已广播节点列表;
根据所述待广播节点的节点信息更新所述已广播节点列表,得到第二消息;
向待广播节点发送所述第二消息。
在可选的实施例中,所述第一消息包括待广播节点范围;所述根据待广播的第一消息,确定本次广播的待广播节点,包括:
从本节点的直连节点中确定出处于所述待广播节点范围,且未处于所述已广播节点列表的节点作为可广播节点;
根据已广播节点列表和可广播节点的直连节点的节点信息,确定本次广播的待广播节点。
在可选的实施例中,所述根据已广播节点列表和可广播节点的直连节点的节点信息,确定本次广播的待广播节点,包括:
从可广播节点中选取直连节点的数量最多的节点作为本次广播的待广播节点。
在可选的实施例中,所述根据已广播节点列表和可广播节点的直连节点的节点信息,确定本次广播的待广播节点,包括:
从所述可广播节点中查找未被包括在所述已广播节点列表中的节点,并将查找到的节点作为候选节点;
从所述候选节点中选取出其直连节点与本节点的直连节点没有交集的节点,作为待广播节点;
从所述候选节点中尚未被选作为待广播节点的节点中选取至少一个节点作为待广播节点。
在可选的实施例中,所述第一消息通过所述的其他节点发送得到;所述还包括:
接收所述第一消息;
所述根据待广播的第一消息,确定本次广播的待广播节点,包括:
解析所述第一消息,得到所述第一消息的广播范围;
根据所述广播范围和所述已广播节点列表,确实待广播节点。
在可选的实施例中,所述数据交互方法还包括:
判断本节点是否是首次接收到所述第一消息的节点;
若否, 将所述已广播节点列表与当前正在广播的消息列表中对应所述第一消息的节点列表合并,并去除合并后重复的节点,得到更新已广播节点列表;用更新已广播节点列表替换所述第一消息中的已广播节点列表,生成第三消息;
将所述第三消息、所述待广播节点以及所述待广播节点的节点信息添加到待广播列表。
在可选的实施例中,所述第一消息通过自身节点产生的初始待广播消息形成,所述根据待广播的第一消息,从直连节点中确定待广播节点,包括:
根据所述初始待广播消息的预设广播范围,从所述直连节点中确定待广播节点;
所述数据交互方法还包括:
将本节点的节点信息更新至一初始的已广播节点列表;
将所述已广播节点列表和所述初始待广播消息组装形成所述第一消息。
在可选的实施例中,根据待广播的第一消息,从直连节点中确定待广播节点,包括:
读取所述第一消息中的已广播节点列表、所述第一消息对应的可广播节点信息以及所述可广播节点信息的直连节点信息;
从所述可广播节点中查找未被包括在所述已广播节点列表中的节点,并将查找到的节点作为候选节点;
从所述候选节点中选取出其直连节点与本节点的直连节点没有交集的节点,作为待广播节点;
从所述候选节点中尚未被选作为待广播节点的节点中选取至少一个节点作为待广播节点。
在可选的实施例中,所述向待广播节点发送对应的第二消息包括:
对每个待广播节点进行排序,得到发送节点序列;
根据所述发送节点序列依次向待广播节点发送对应的所述第二消息。
在可选的实施例中,所述数据交互方法还包括:
若当前所述第二消息的广播次数低于设定广播次数,从直连节点中确定相邻下一次广播的待广播节点,更新所述第二消息中的所述已广播节点列表,并向相邻下一次广播的待广播节点发送所述第二消息,直至当前广播次数达到设定广播次数。
第二方面,本申请实施例提供一种数据交互节点,包括:
待广播节点确定模块,根据待广播的第一消息,确定本次广播的待广播节点;所述第一消息包括已广播节点列表;
第二消息生成模块,根据所述待广播节点的节点信息更新所述已广播节点列表,得到第二消息;
第二消息发送模块,向待广播节点发送所述第二消息。
第三方面,本申请实施例提供了一种终端设备,包括:存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的方法。
第四方面,本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的方法。
本申请的有益效果
本申请提供一种数据交互方法、节点、终端设备及可读介质,通过对gossip广播协议进行优化,在待广播消息中加入已广播节点列表,之后从直连节点中选取出没有被广播的节点,然后向该没有被广播的节点发送更新后的已广播节点列表的消息,从而每个节点在接收到消息时可以知晓当前已广播的节点,进而可以选择仅向未被广播的节点发送消息,降低了同一个节点重复发送的概率,提高了收敛速度,同时由于消息不会被重复处理,降低了消息的冗余度,从而解决了目前gossip广播协议出现的无法兼顾收敛速度和消息冗余度的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术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是本申请一实施例提供数据交互方法的步骤流程示意图;
图2是本申请一实施例提供的图1中步骤S1的具体子步骤流程图;
图3是本申请一实施例提供的图2中步骤S111的具体子步骤流程图;
图4是本申请一实施例提供的图1中步骤S3的具体子步骤流程图;
图5是本申请一实施例提供的消息广播的整体流程示意图;
图6是本申请一实施例提供的消息广播中接收广播消息阶段的流程示意图之一;
图7是本申请一实施例提供的消息广播中接收广播消息阶段的流程示意图之二;
图8是本申请一实施例提供的消息广播中选择待广播节点阶段的流程示意图;
图9是本申请一实施例提供的消息广播中消息广播阶段的流程示意图;
图10是本申请一实施例提供的网络拓扑结构示意图之一;
图11是本申请一实施例提供的网络拓扑结构示意图之二;
图12是本申请实施例提供的数据交互节点的结构示意图;
图13是本申请实施例提供的终端设备的结构示意图。
具体实施方式
以下描述中,为了说明而不是为了限定,提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节,以便透彻理解本申请实施例。然而,本领域的技术人员应当清楚,在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中,省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明,以免不必要的细节妨碍本申请的描述。
应当理解,当在本申请说明书和所附权利要求书中使用时,术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在,但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解,在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合,并且包括这些组合。
如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样,术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地,短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
另外,在本申请说明书和所附权利要求书的描述中,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此,在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例,而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”,除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”,除非是以其他方式另外特别强调。
目前分布式网络可以通过Gossip protocol(Gossip协议)进行数据消息的交互,Gossip protocol 也叫 Epidemic Protocol (流行病协议),或者疫情传播算法等。目前基于Gossip协议的分布式数据传输过程是由种子节点发起,当一个种子节点有状态需要更新到网络中的其他节点时,会随机的选择周围几个节点散播消息,收到消息的节点也会重复该过程,直至最终网络中所有的节点都收到了消息。
Gossip协议中,节点会定期随机选择周围节点发送消息,而收到消息的节点也会重复该步骤,因此就不可避免的存在消息重复发送给同一节点的情况,造成了消息的冗余,同时也增加了收到消息的节点的处理压力,而且,由于是定期发送,因此,即使收到了消息的节点还会反复收到重复消息,加重了消息的冗余。
在 Gossip 协议下,网络中两个节点之间有三种通信方式:
Push: 节点 A 将数据 (key,value,version) 及对应的版本号推送给 B 节点,B节点更新 A 中比自己新的数据。
Pull:A 仅将数据 key,version 推送给 B,B 将本地比 A 新的数据(Key,value, version)推送给 A,A 更新本地。
Push/Pull:与 Pull 类似,只是多了一步,A 再将本地比 B 新的数据推送给 B,B则更新本地。
在一些连通性不太好或极端网(例如含有星型网络拓扑的网络)中,push模式收敛速度慢,需要借助pull模式才能达到收敛;要达到同等收敛速度,消息的冗余度较高。
基于此,如图1所示,本申请实施例提供一种数据交互方法,所述数据交互方法应用于节点;所述数据交互方法包括:
S1:根据待广播的第一消息,确定本次广播的待广播节点;所述第一消息包括已广播节点列表。
需要说明的是,本申请实施例中的节点在分布式网络中即为一终端设备,本申请在此不做赘述。
本步骤中,直连节点具体可以为邻近的节点,在分布式网络中,节点1和节点2相邻,彼此直连,从而节点2为节点1的直连节点,节点1为节点2的直连节点,需要理解,每个节点至少包括一个直连节点,也即部分节点仅包括一个直连节点,部分节点包括多个直连节点。
此外需要说明的是,本步骤仅仅针对执行本数据交互方法的节点当前一次广播消息的步骤,在本申请消息的交互中,节点对消息的广播执行至少一次,每次都会从直连节点中确定出待广播节点,目前的gossip协议中,在多次消息的广播过程中,待广播节点由于是随机选取,因此会存在重复发送多次消息至同一个直连节点。
S2:根据所述待广播节点的节点信息更新所述已广播节点列表,得到第二消息。
本申请的第一消息和第二消息均包括待广播的消息内容,所不同的地方在于第一消息和第二消息的已广播节点列表不同,具体的,第一消息的已广播节点列表不包括本次广播的待广播节点,而第二消息的已广播节点列表包括本次广播的待广播节点。
示例性的,本次待广播节点为节点3、节点4以及节点5,第一消息中的已广播节点列表包括节点1和节点2,此时第二消息中的已广播节点列表包括节点1、节点2、节点3、节点4以及节点5,而广播的消息内容与第一消息的消息内容一致。
这样一来,本申请在数据发送节点更新已广播节点列表,从而每次数据接收节点在接收到第二消息时,即获知了最新的已广播节点列表,从而在后续选取待广播节点的过程中可以避开已广播节点,相较于目前gossip协议中待广播节点随机选取或者利用特定公式选取的方案而言,本申请通过不断更新的已广播节点,大大降低了重复接收和重复处理的节点数量,降低了消息冗余度。
进一步需要理解的是,本申请实施例中第一消息和第二消息是相对的概念,即数据发送节点在还未将待广播节点添加到已广播节点列表时,即为第一消息,在将待广播节点添加到已广播节点列表时第一消息即转变为第二消息,而该第二消息则是数据接收节点在发送数据时的第一消息,本申请在此不做赘述。
S3:向待广播节点发送所述第二消息。
本步骤中向待广播节点发送第二消息,当待广播节点接收到本节点的第二消息之后,如果本次广播尚未收敛,待广播节点将本节点的第二消息“作为”自己的第一消息,然后继续更新已广播节点列表,并将自己的第二消息发送给其他直连节点,从而不断扩散发送,直至本次广播收敛,即满足设定的节点广播数量(例如全部节点都接收到消息,或者预设数量的节点收到节点消息,例如90%节点收到消息即停止广播,此时90%即表示本次广播收敛)。
可以看出本申请提供的数据交互方法,通过对gossip广播协议进行优化,在待广播消息中加入已广播节点列表,之后从直连节点中选取出没有被广播的节点,然后向该没有被广播的节点发送更新已广播节点列表的消息,从而每个节点在接收到消息时可以知晓当前已广播的节点,进而可以选择仅向未被广播的节点发送消息,降低了同一个节点重复发送的概率,提高了收敛速度,同时由于消息不会被重复处理,降低了消息的冗余度,从而解决了目前gossip广播协议出现的无法兼顾收敛速度和消息冗余度的问题。
需要说明的是,执行本申请方法步骤的可以是根节点或者源头节点,也可以是转发节点,即消息内容可以是本节点自身产生,也可以是接收到其他节点发送的消息内容,本申请对此不做限制。
对于转发节点而言,在具体场景中,本节点接收相邻直连节点发送的消息,并视作为第一消息,该第一消息中包括有已广播节点列表,而该已广播节点列表中包括自身节点信息,该实施例中,所述还包括:
S011:接收所述第一消息。
本实施例中接收的第一消息即为相邻直连的“上家节点”发送的第二消息,具体的,第一消息包括有消息内容、消息广播范围以及已广播节点列表,已广播节点列表中包括有本节点的节点信息。
步骤S1,即所述根据待广播的第一消息,确定本次广播的待广播节点,具体包括:
S11:解析所述第一消息,得到所述第一消息的广播范围。
具体的,第一消息包括有消息内容、消息广播范围以及已广播节点列表,且一般而言消息可以为报文等结构型数据,通过预设的结构解析规则,确定出报文中携带的已广播节点列表、消息内容以及消息广播范围。
S12:根据所述广播范围和所述已广播节点列表,确实待广播节点。
具体的,消息的广播范围包括了该消息可以广播给哪些节点,例如范围为节点1至节点100,根据这一广播范围,假设节点99的直连节点为节点98、节点100、节点103、节点108,则节点99确定的待广播节点可以为节点98和节点100,或者仅向节点98或节点100发送,而节点103和节点108不作为待广播节点。
在可选的实施例中,所述第一消息通过自身节点产生的初始待广播消息形成,即自身节点为源节点,第一消息是从自身节点开始广播,此时步骤S1,即所述根据待广播的第一消息,从直连节点中确定待广播节点,包括:根据所述初始待广播消息的预设广播范围,从所述直连节点中确定待广播节点。由于自身节点为源节点,因此第一消息的广播范围是初始预设的广播范围,从而可以根据预设的广播范围和与源节点直连的节点,确定出待广播节点,在本实施例中,所述数据交互方法还包括:
S021:将本节点的节点信息更新至一初始的已广播节点列表;
由于本节点是源节点,因此初始的已广播节点列表中包括有本节点。
S022:将所述已广播节点列表和所述初始待广播消息组装形成所述第一消息。
本实施例中,由于本节点是源节点,因此第一消息是经过初始待广播消息的内容、预设广播范围以及本节点形成的已广播列表组装而成。
示例性的,对于本节点为源节点的实施例,其具体过程是首先接收本节点新产生的需要广播的消息内容,并接收此消息的广播范围;之后根据广播范围,筛选出本节点直连的可广播节点,并携带这些节点的节点信息;然后根据上述内容,组装广播消息,消息中携带的已广播节点列表包含本节点;最后将组装的广播消息、选择的可广播节点及这些节点的节点信息一起放入待广播列表中,等待处理广播,并将消息添加到正在广播的消息列表中。
在可选的实施例中,为了避免消息的重复接收,降低消息重复接收和重复处理导致的消息冗余,本申请可以通过判断第一消息是否第一次接收来排除消息的重复处理,该实施例中,如图4所示,所述数据交互方法还包括:
S031:判断本节点是否是首次接收到所述第一消息的节点。
具体的,可以通过判断此消息是否已经完成广播,在正在广播的消息列表中是否不存在,如果是,则将接收到的广播消息、选择的可广播节点及这些节点的直连信息一起放入待广播列表中,等待处理广播,将消息添加到正在广播的消息列表中。
S032:若否, 将所述已广播节点列表与当前正在广播的消息列表中对应所述第一消息的节点列表合并,并去除合并后重复的节点,得到更新已广播节点列表;用更新已广播节点列表替换所述第一消息中的已广播节点列表,生成第三消息。
如否,说明消息并非首次接收,可以对①此消息中携带的已广播节点,与正在广播的消息列表中的此消息的已广播节点进行合并、去重,之后②将更新后的广播消息、选择的可广播节点及这些节点的直连信息一起放入待广播列表中,等待处理广播,更新正在广播的消息列表中的此消息的已广播节点列表,由于更新的消息中已广播节点列表不同,因此组装后的消息定义为第三消息,需要理解,第三消息、第一消息以及第二消息的不同之处仅在于已广播节点列表的差异,在此不做赘述。
例如,消息中的已广播节点列表为:n1, n2, n3; 正在广播的消息列表中此消息的已广播节点列表为:n2, n3, n5.那么去重合并之后,更新的已广播节点列表为:n1, n2,n3, n5。
S033:将所述第三消息、所述待广播节点以及所述待广播节点的节点信息添加到待广播列表。
具体的,本步骤中将消息放入待广播列表后,遍历待广播列表中的消息,为每条消息选择待广播节点,并进行消息广播。
需要理解,对于每个节点而言,正在广播的消息列表可能包括多个不同消息,本申请对此不做限制。
下面对本申请的进一步优选的构思进行详细说明。
为了提高广播效率,本申请在已广播节点列表的基础上进行了进一步构思,具体的,本申请的步骤S1,即根据待广播的第一消息,确定本次广播的待广播节点,如图2所示,具体包括:
S110:从本节点的直连节点中确定出处于所述待广播节点范围,且未处于所述已广播节点列表的节点作为可广播节点。
具体的,由于第一消息包括有消息内容、消息广播范围以及已广播节点列表,因此根据消息广播范围可以判断出本节点的所有直连节点是否可广播,同时结合已广播节点列表,可以知晓可广播的直连节点中已被广播的节点,进而将其剔除,将未被广播的节点作为可广播节点。
需要理解,本申请的可广播节点并非待广播节点,其区别在于可广播节点是具备广播资格的节点,但是在每次消息广播中,不一定会选用所有具备广播资格的节点,而是选取其中部分作为本次广播的节点,其余节点在后续的消息广播中选取,选取的次数和选取的数量根据网络情况以及网络特性决定,在此不做赘述,而待广播节点是本次准备进行广播的节点,显然待广播节点选自可广播节点。
S111:根据已广播节点列表和可广播节点的直连节点的节点信息,确定本次广播的待广播节点。
具体的,可广播节点是本节点的直连节点,而可广播节点的直连节点即表示本节点二次连接的节点,例如节点1与节点2直连,且节点2为可广播节点,节点3与节点2直连,此时节点3即为“可广播节点的直连节点”,节点2为“可广播节点”,节点1为本节点。
本申请优选实施例中,为了提高广播效率,可以基于可广播节点的直连节点数量来安排消息的广播,具体的,由于同一消息可能会在可广播节点中进行多次广播,每次选择其中部分节点,导致节点的广播存在时间上的先后顺序,本申请发明人基于此特性,将直连节点数量较多的可广播节点优先作为待广播节点,具体的,针对当前的消息广播,所述根据已广播节点列表和可广播节点的直连节点的节点信息,确定本次广播的待广播节点,包括:从可广播节点中选取直连节点的数量最多的节点作为本次广播的待广播节点。
本实施例中,由于针对当前的消息广播,总是从可广播节点中选取直连节点的数量最多的节点作为本次广播的待广播节点,因此每次消息广播时的待广播节点的直连节点数量最多,即直连节点数量越多的可广播节点的广播优先级更高,可以更早地接收到消息,从而优先广播给自身的直连节点,由于自身的直连节点数量最多,因此传播的范围越广,从而可以更快收敛。
示例性的,如图10所示的网络拓扑结构,当节点1产生消息进行广播时,由于节点2的直连节点包括节点3和节点4,相较于节点5、节点6和节点7而言,节点2的直连节点数量最多,会优先选择连接节点2进行广播,然后从连接节点5、节点6、节点7中随机选择若干个节点进行广播。这样保证了通过节点2连接进入网络时,节点3、节点4、节点8可以尽早收到广播消息,因此可以更快向整个网络传播,从而提高了广播效率,可以更快收敛。
为了进一步降低消息接收和处理的冗余度,本申请实施例中,步骤S111,即根据已广播节点列表和可广播节点的直连节点的节点信息,确定本次广播的待广播节点,如图3所示,可以包括:
S1110:从所述可广播节点中查找未被包括在所述已广播节点列表中的节点,并将查找到的节点作为候选节点。
S1111:从所述候选节点中选取出其直连节点与本节点的直连节点没有交集的节点,作为待广播节点。
本实施例通过选择没有交集的直连节点优先广播,从而相当于优先向在网络架构中影响最大(即直连节点多)的节点广播,可以尽快完成广播收敛,提高收敛速度。
进一步的,本申请同时还可以从没有被步骤S1111选中的节点中随机选取部分节点,从而扩大广播范围。具体的,请继续结合图3所示,本申请进一步包括:
S1112:从所述候选节点中尚未被选作为待广播节点的节点中选取至少一个节点作为待广播节点。
该实施例通过从所述候选节点中尚未被选作为待广播节点的节点中选取至少一个节点作为待广播节点,从而避免单次广播的节点数量过少的情况,可以降低广播次数。
示例性的,如图11所示的网络拓扑结构示意图,在该实施例中,基于上述候选节点结合的构思,其广播步骤如下:
1. 当节点1产生消息进行广播时,因为节点2直连的节点(节点3、节点4、节点8)与本节点所直连的节点(节点2、节点5、节点6、节点7)没有交集,会优先选择节点2作为待广播节点,然后随机选择了节点5和节点6作为待广播节点。节点1向节点2、节点5、节点6发送的广播消息中携带的已广播节点列表则包含节点1、节点2、节点5、节点6。
2. 节点5收到节点1广播的消息会知道直连节点(节点1、节点6)都在已广播节点列表中,则不会再进行广播,减少消息冗余。
3. 节点6收到节点1广播的消息会知道直连节点(节点1、节点5)在已广播节点列表中,而直连节点(节点7)不在已广播节点列表中,因此,节点6会选择节点7作为待广播节点。节点6向节点7广播的消息中,携带的已广播节点列表则包含节点1、节点2、节点5、节点6、节点7。
4. 节点2收到节点1广播的消息会知道直连节点(节点3、节点4)都不再已广播列表中,且节点2直连的节点(节点1、节点3、节点4)与节点3的直连节点(节点2、节点8)、节点4的直连节点(节点2)都没有交集,因此会优先选择节点3、节点4作为待广播节点。节点2向节点3、节点4发送的广播消息中携带的已广播节点列表则包含节点1、节点2、节点5、节点6、节点3、节点4。
5. 节点7收到节点6广播的消息后,发现所有直连节点都中已广播节点列表中,则不再进行广播。
6. 节点4收到节点2广播的消息后,发现所有直连节点都中已广播节点列表中,则不再进行广播。
7. 节点3收到节点2广播的消息后,知道直连的节点8没有在已广播节点列表中,则选择节点8作为待广播节点。节点3向节点8发送的广播消息中携带的已广播节点列表则包含节点1、节点2、节点5、节点6、节点3、节点4、节点8。
8. 节点8收到节点3广播的消息后,发现所有直连节点都中已广播节点列表中,则不再进行广播。
通过上述实施例,由于选取候选节点列表中,其所直连的节点与本节点所直连的节点没有交集的节点,作为选择出来要进行广播的节点,即待广播节点,从而可以通过选择没有交集的直连节点优先广播,没有交集的直连节点相当于另一个“广播圈”的“种子”,从而达到了优先广播影响范围最大的节点的效果,有利于快速收敛,例如图11中节点2作为优先广播的节点,节点2影响节点3、4以及8,由此节点2作为“广播圈”的种子,对节点3、4以及8进行“感染”,而如果节点1,第一次广播节点5、6、7,第二次广播节点2,则节点5、6、7已经处理完毕,节点2、3、4以及8才开始“感染”从而导致整体速度下降,同理经过上述方法节点2优先“感染”节点3,则节点8和节点4的感染时间相差不大,而节点4如果优先被感染,则节点4结束,而节点8还未被感染,还需要一次广播的时间,可以看出,通过本实施例可以提高收敛速度。
可以理解,本申请上述实施例说明的是单次消息广播的场景,具体的,在实际广播中,对于同一个消息,可以进行多次消息广播,例如假设需要广播到节点1至节点100,则第一次节点1广播给节点2和节点3,第二次广播给节点4和节点5(假设节点2至节点5是节点1的直连节点),此时对于单次广播而言,可以按照顺序进行广播。在本实施例中,所述向待广播节点发送对应的第二消息包括:
S31:对每个待广播节点进行排序,得到发送节点序列;
发送节点序列包括了节点的发送顺序,例如以上节点1的第一次广播中,向节点2和节点3广播消息,则发送节点序列可以为:1、节点2;2、节点3。
S32:根据所述发送节点序列依次向待广播节点发送对应的所述第二消息。
此外,对于多次消息广播而言,本申请可以通过迭代的方式进行多次广播,设置迭代的触发条件为广播次数是否满足设定广播次数,需要理解的是,设定广播次数可以根据分布式网络特性等参数确定,可选的是设定广播次数通过配置文件存储在发送消息的节点内存中,本申请对此不做限制。
在可选的实施例中,具体通过迭代的方式进行多次广播,所述数据交互方法还包括:若当前所述第二消息的广播次数低于设定广播次数,从直连节点中确定相邻下一次广播的待广播节点,更新所述第二消息中的所述已广播节点列表,并向相邻下一次广播的待广播节点发送所述第二消息,直至当前广播次数达到设定广播次数。
具体的,可以判断消息的广播次数是否足够,如果消息的广播次数足够,则将消息从正在广播的消息列表中移除,并更新已经广播完成的消息记录,如果不足,则更新正在广播的消息列表中消息的已广播节点列表。
为了更加清晰地对本申请进行展开说明,本申请示出广播过程中各个阶段的流程示例。
整体流程
如图5所示,其前置条件为每个节点已知网络中各自相邻直连节点的直连节点信息,其整体流程包括:
1)节点收到网络中其他节点发送的gossip广播消息,消息中携带有此消息已广播过的节点列表信息(在其他实施例中节点的gossip广播消息可以是本节点新产生的需要广播的消息)。
2)节点根据消息中携带的已广播过的节点列表信息和当前节点已知的相邻直连节点的直连节点信息,选择待广播节点。
3)节点将选择的待广播节点添加到消息中携带的已广播过的节点列表中,并向这些待广播节点广播此消息。
接收广播消息
如图6和图7所示,广播消息可以是接收本节点新产生的需要广播的消息,也可以是接收其他节点发送的广播消息。
1)如果广播消息是本节点新产生的需要广播的消息,如图6所示,其流程如下:
1. 从本节点的内存中调取新产生的需要广播的消息内容,并调取此消息的广播范围;
2. 根据广播范围,筛选出本节点直连的可广播节点,并携带这些节点的直连节点信息;
3. 根据上述内容,组装广播消息,消息中携带的已广播节点列表包含本节点;
4. 将组装的广播消息、选择的可广播节点及这些节点的直连信息一起放入待广播列表中,等待处理广播,并将消息添加到正在广播的消息列表中。
2)如果广播消息是接收其他节点发送得到,如图7所示,其流程如下:
1. 接收到其他节点发送的广播消息,消息中携带有已广播节点列表信息;
2. 消息是否已经完成广播,如果是则直接跳过不处理。否则进入下一步;
3. 解析广播消息,获取到广播消息的广播范围;
4. 根据广播范围,筛选出本节点直连的可广播节点,并携带这些节点的直连节点信息;
5. 判断此消息是否为第一次收到,即此消息是否已经完成广播在正在广播的消息列表中是否不存在;
(1)如果是,则将接收到的广播消息、选择的可广播节点及这些节点的直连信息一起放入待广播列表中,等待处理广播,将消息添加到正在广播的消息列表中;
(2)如果不是,①此消息中携带的已广播节点,与正在广播的消息列表中的此消息的已广播节点进行合并、去重。②将更新后的广播消息、选择的可广播节点及这些节点的直连信息一起放入待广播列表中,等待处理广播,更新正在广播的消息列表中的此消息的已广播节点列表。
将消息放入待广播列表后,遍历待广播列表中的消息,为每条消息选择待广播节点,并进行消息广播。
选择待广播节点
如图8所示,为待广播列表中的消息选择待广播节点的流程如下:
1. 获取本节点所有的直连节点列表;
2. 读取消息中携带的可广播节点信息及这些节点的直连节点信息、广播消息中携带的已广播节点列表信息;
3. 找到包含在可广播节点信息列表中,但是不包含在消息中携带的已广播节点列表中的节点列表信息,作为候选节点列表;
4. 找到候选节点列表中,其所直连的节点与本节点所直连的节点没有交集的节点,作为选择出来要进行广播的节点;
5. 从候选节点列表中其他没有被选出来作为要进行广播的节点中,随机选择几个节点,也作为选择出来要进行广播的节点;
6. 上述方式选择出来的节点列表作为本节点针对本消息此次要广播的节点列表,即待广播节点列表。
消息广播
如图9所示,待广播列表中的消息选择好待广播节点后,进行消息广播的流程如下:
1. 将选择出来的待广播节点添加到消息中携带的已广播节点列表中,并去重;
2. 将消息重新进行序列化,逐一发送到待广播节点;
3. 更新消息的广播次数;
4. 判断消息的广播次数是否足够;
(1)如果消息的广播次数足够,则将消息从正在广播的消息列表中移除,并更新已经广播完成的消息记录;
(2)如果不足,则更新正在广播的消息列表中消息的已广播节点列表信息。
从上述各个阶段可以看出,本申请解决了目前gossip广播协议出现的无法兼顾收敛速度和消息冗余度的问题。
下面对本申请实施例提供一种数据交互节点进行详细说明,该数据交互节点为数据发送节点,如图12所示,该数据交互节点包括:
待广播节点确定模块1,根据待广播的第一消息,确定本次广播的待广播节点;所述第一消息包括已广播节点列表;
第二消息生成模块2,根据所述待广播节点的节点信息更新所述已广播节点列表,得到第二消息;
第二消息发送模块3,向待广播节点发送所述第二消息。
可以看出,基于上述方法步骤实施例的详细描述可知,本申请提供的数据交互节点,降低了同一个节点重复发送的概率,提高了收敛速度,同时由于消息不会被重复处理,降低了消息的冗余度,从而解决了目前gossip广播协议出现的无法兼顾收敛速度和消息冗余度的问题。
基于相同的发明构思,在可选的实施例中,所述待广播节点确定模块,包括:
范围确定单元,从本节点的直连节点中确定出处于所述待广播节点范围,且未处于所述已广播节点列表的节点作为可广播节点;
待广播节点确定单元,根据已广播节点列表和可广播节点的直连节点的节点信息,确定本次广播的待广播节点。
基于相同的发明构思,在可选的实施例中,所述待广播节点确定单元具体用于从可广播节点中选取直连节点的数量最多的节点作为本次广播的待广播节点。
基于相同的发明构思,在可选的实施例中,所述待广播节点确定单元具体包括:
候选节点确定单元,从所述可广播节点中查找未被包括在所述已广播节点列表中的节点,并将查找到的节点作为候选节点;
交集确定单元,从所述候选节点中选取出其直连节点与本节点的直连节点没有交集的节点,作为待广播节点;
基于相同的发明构思,在可选的实施例中,所述待广播节点确定单元还包括:
选取单元,从所述候选节点中尚未被选作为待广播节点的节点中选取至少一个节点作为待广播节点。
基于相同的发明构思,在可选的实施例中,所述第一消息通过所述的其他节点发送得到;所述数据交互节点还包括:
接收模块,接收所述第一消息;
所述待广播节点确定模块,包括:
解析单元,解析所述第一消息,得到所述第一消息的广播范围;
确定单元,根据所述广播范围和所述已广播节点列表,确实待广播节点。
基于相同的发明构思,在可选的实施例中,所述数据交互节点还包括:
判断模块,判断本节点是否是首次接收到所述第一消息的节点;
更新模块,若否, 将所述已广播节点列表与当前正在广播的消息列表中对应所述第一消息的节点列表合并,并去除合并后重复的节点,得到更新已广播节点列表;用更新已广播节点列表替换所述第一消息中的已广播节点列表,生成第三消息;
添加模块,将所述第三消息、所述待广播节点以及所述待广播节点的节点信息添加到待广播列表。
基于相同的发明构思,在可选的实施例中,所述第一消息通过自身节点产生的初始待广播消息形成,所述待广播节点确定模块具体用于根据所述初始待广播消息的预设广播范围,从所述直连节点中确定待广播节点;
所述数据交互节点还包括:
节点更新模块,将本节点的节点信息更新至一初始的已广播节点列表;
组装模块,将所述已广播节点列表和所述初始待广播消息组装形成所述第一消息。
基于相同的发明构思,在可选的实施例中,所述第二消息发送模块包括:
排序单元,对每个待广播节点进行排序,得到发送节点序列;
第二消息发送单元,根据所述发送节点序列依次向待广播节点发送对应的所述第二消息。
基于相同的发明构思,在可选的实施例中,所述数据交互节点还包括:
迭代广播单元,若当前所述第二消息的广播次数低于设定广播次数,从直连节点中确定相邻下一次广播的待广播节点,更新所述第二消息中的所述已广播节点列表,并向相邻下一次广播的待广播节点发送所述第二消息,直至当前广播次数达到设定广播次数。
此外,本申请进一步提供一种分布式网络系统,该分布式网络系统可以为区块链系统或者其他分布式网络系统,本申请对此不做限制。
具体的,本分布式网络系统具体包括多个节点,每个节点可以各自为发送节点或者接收节点,当数据交互节点为发送节点时,即执行本申请的上述步骤,当数据交互节点为接收节点时,即接收上一个发送节点发送的消息,之后转变为发送节点进行消息转发,直至广播收敛。
图13为本申请实施例提供的一种终端设备的结构示意图。该终端设备400包括:至少一个处理器401(图13中仅示出一个处理器)、存储器402以及存储在所述存储器402中并可在所述至少一个处理器401上运行的计算机程序403,所述处理器401执行所述计算机程序403时实现上述方法实施例中的步骤。
所述终端设备400可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。该终端设备可包括,但不仅限于,处理器401、存储器402。本领域技术人员可以理解,图13仅仅是终端设备400的举例,并不构成对终端设备400的限定,可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件,例如还可以包括输入输出设备、网络接入设备等。
所称处理器401可以是中央处理单元(Central Processing Unit,CPU),该处理器401还可以是其他通用处理器、数字信号处理器 (Digital Signal Processor,DSP)、专用集成电路 (Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA) 或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述存储器402在一些实施例中可以是所述终端设备400的内部存储单元,例如终端设备400的硬盘或内存。所述存储器402在另一些实施例中也可以是所述终端设备400的外部存储设备,例如所述终端设备400上配备的插接式硬盘,智能存储卡(Smart MediaCard, SMC),安全数字(Secure Digital, SD)卡,闪存卡(Flash Card)等。进一步地,所述存储器402还可以既包括所述终端设备400的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器402用于存储操作系统、应用程序、引导装载程序(Boot Loader)、数据以及其他程序等,例如所述计算机程序的程序代码等。所述存储器402还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为了描述的方便和简洁,仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明,实际应用中,可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成,即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块,以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中,上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。另外,各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分,并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时可实现上述各个方法实施例中的步骤。
本申请实施例提供了一种计算机程序产品,当计算机程序产品在移动终端上运行时,使得移动终端执行时实现可实现上述各个方法实施例中的步骤。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程,可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中,该计算机程序在被处理器执行时,可实现上述各个方法实施例的步骤。其中,所述计算机程序包括计算机程序代码,所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质至少可以包括:能够将计算机程序代码携带到拍照装置/终端设备的任何实体或装置、记录介质、计算机存储器、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,RandomAccess Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质。例如U盘、移动硬盘、磁碟或者光盘等。在某些司法管辖区,根据立法和专利实践,计算机可读介质不可以是电载波信号和电信信号。
在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述或记载的部分,可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
在本申请所提供的实施例中,应该理解到,所揭露的装置/网络设备和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置/网络设备实施例仅仅是示意性的,例如,所述模块或单元的划分,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讯连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通讯连接,可以是电性,机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种数据交互方法,其特征在于,所述数据交互方法应用于节点;所述数据交互方法包括:
根据待广播的第一消息,确定本次广播的待广播节点;所述第一消息包括已广播节点列表;
根据所述待广播节点的节点信息更新所述已广播节点列表,得到第二消息;
向待广播节点发送所述第二消息。
2.根据权利要求1所述的数据交互方法,其特征在于,所述第一消息包括待广播节点范围;所述根据待广播的第一消息,确定本次广播的待广播节点,包括:
从本节点的直连节点中确定出处于所述待广播节点范围,且未处于所述已广播节点列表的节点作为可广播节点;
根据已广播节点列表和可广播节点的直连节点的节点信息,确定本次广播的待广播节点。
3.根据权利要求2所述的数据交互方法,其特征在于,所述根据已广播节点列表和可广播节点的直连节点的节点信息,确定本次广播的待广播节点,包括:
从可广播节点中选取直连节点的数量最多的节点作为本次广播的待广播节点。
4.根据权利要求2所述的数据交互方法,其特征在于,所述根据已广播节点列表和可广播节点的直连节点的节点信息,确定本次广播的待广播节点,包括:
从所述可广播节点中查找未被包括在所述已广播节点列表中的节点,并将查找到的节点作为候选节点;
从所述候选节点中选取出其直连节点与本节点的直连节点没有交集的节点,作为待广播节点。
5.根据权利要求4所述的数据交互方法,其特征在于,所述根据已广播节点列表和可广播节点的直连节点的节点信息,确定本次广播的待广播节点,还包括:
从所述候选节点中尚未被选作为待广播节点的节点中选取至少一个节点作为待广播节点。
6.根据权利要求1所述的数据交互方法,其特征在于,所述第一消息通过所述的其他节点发送得到;所述数据交互还包括:
接收所述第一消息;
所述根据待广播的第一消息,确定本次广播的待广播节点,包括:
解析所述第一消息,得到所述第一消息的广播范围;
根据所述广播范围和所述已广播节点列表,确定待广播节点。
7.根据权利要求6所述的数据交互方法,其特征在于,所述数据交互方法还包括:
判断本节点是否首次接收到所述第一消息;
若否,将所述已广播节点列表与当前正在广播的消息列表中对应所述第一消息的节点列表合并,并去除合并后重复的节点,得到更新后的已广播节点列表;用更新后的已广播节点列表替换所述第一消息中的已广播节点列表,生成第三消息;
将所述第三消息、所述待广播节点以及所述待广播节点的节点信息添加到待广播消息列表。
8.根据权利要求1所述的数据交互方法,其特征在于,所述第一消息通过自身节点产生的初始待广播消息形成,所述根据待广播的第一消息,从直连节点中确定待广播节点,包括:
根据所述初始待广播消息的预设广播范围,从所述直连节点中确定待广播节点;
所述数据交互方法还包括:
将本节点的节点信息更新至初始的已广播节点列表;
将所述已广播节点列表和所述初始待广播消息组装形成所述第一消息。
9.根据权利要求1所述的数据交互方法,其特征在于,所述数据交互方法还包括:
若当前所述第二消息的广播次数低于设定广播次数,从直连节点中确定相邻下一次广播的待广播节点,更新所述第二消息中的所述已广播节点列表,并向相邻下一次广播的待广播节点发送所述第二消息,直至当前广播次数达到设定广播次数。
10.一种数据交互节点,其特征在于,包括:
待广播节点确定模块,根据待广播的第一消息,确定本次广播的待广播节点;所述第一消息包括已广播节点列表;
第二消息生成模块,根据所述待广播节点的节点信息更新所述已广播节点列表,得到第二消息;
第二消息发送模块,向待广播节点发送所述第二消息。
11.一种终端设备,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至9任一项所述的方法。
12.一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至9任一项所述数据交互方法的步骤。
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