JP2022547013A - Ｐｂｆｔアルゴリズムに基づいて改善された単一ノードの異常能動的回復方法、システム、設備および媒体 - Google Patents
Ｐｂｆｔアルゴリズムに基づいて改善された単一ノードの異常能動的回復方法、システム、設備および媒体 Download PDFInfo
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Abstract
本出願では、ＰＢＦＴアルゴリズムに基づいて改善された単一ノードの異常能動的回復方法を開示し、３ｆ＋１個のノードで構成されるＰＢＦＴネットワークでは、ネットワークの遅延やネットワークの切断などにより、単一ノードが異常状態に入ることがよくある。異常ノードはまずビュー変更要求を開始し、所定時間内に同じビュー値を含む２ｆ＋１個のビュー変更要求を受け取ることができない場合、異常ノードは回復待ち状態に入り、回復待ちノードはネットワーク全体のすべてのノードに回復要求を開始し、正常ノードからの返信を待ち、かつ同じビュー値を含むノードからの２ｆ＋１個の返信を収集するまでカウントし、その後、ネットワーク全体の安定性チェックポイントの高さを算出し、状態更新して最終的に回復を完了する。この方法は、ＰＢＦＴアルゴリズムに内在する、自律的に回復できない単一ノードの障害という問題を解決し、ＰＢＦＴアルゴリズムの実用性を大幅に向上させる。
Description
（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１９年１０月１０日に出願された、「ＰＢＦＴアルゴリズムに基づいて改善された単一ノードの異常能動的回復方法」と題された中国特許出願第２０１９１０９５６５７６．８の優先権を主張し、そのすべての内容が参照により本出願に組み込まれている。
本出願は、２０１９年１０月１０日に出願された、「ＰＢＦＴアルゴリズムに基づいて改善された単一ノードの異常能動的回復方法」と題された中国特許出願第２０１９１０９５６５７６．８の優先権を主張し、そのすべての内容が参照により本出願に組み込まれている。
本出願は、ＰＢＦＴアルゴリズムの技術分野に関し、特に、ＰＢＦＴアルゴリズムに基づいて改善された単一ノードの異常能動的回復方法、システム、設備および媒体に関する。
ＰＢＦＴは、Ｐｒａｃｔｉｃａｌ Ｂｙｚａｎｔｉｎｅ Ｆａｕｌｔ Ｔｏｌｅｒａｎｃｅの略語で、つまり、実用的なビザンチンフォールトトレランスアルゴリズムである。当該アルゴリズムは、１９９９年にＭｉｇｕｅｌ Ｃａｓｔｒｏ（カストロ）およびＢａｒｂａｒａ Ｌｉｓｋｏｖ（リスコフ）によって提案されたもので、元のビザンチンフォールトトレランスアルゴリズムの低効率の問題を解決し、アルゴリズムの時間計算量がＯ（ｎ＾２）であるため、実際のシステム応用ではビザンチンフォールトトレランスの問題を解決することができる。ｆ個のビザンチンノードの存在を許容するために、ＰＢＦＴはインターネット全体で少なくとも３ｆ＋１個のノードを必要としている。
ＰＢＦＴアルゴリズムの通常のコンセンサスプロセスは、Ｐｒｅ－ＰｒｅｐａｒｅとＰｒｅｐａｒｅとＣｏｍｍｉｔの３つの段階に分かれている。スレーブノードがマスターノードの異常を発見した場合、スレーブノードはビュー変更を能動的にトリガーしてマスターノードを切り替えることで、システムの正常なサービスを外部に提供することを確保することができる。しかしながら、あるノードはマスターノードとの接続が一時的に切断される（マスターノードが異常であると誤認される）ことで、そのノードがビュー変更状態になるが、他のノードはマスターノードに正常に接続されていて通常状態のままであるため、そのノードは、インターネット全体が次のビュー変更に入るまでビュー変更要求を継続的に再送することでしか通常状態に戻ることができないので、全体的な異常回復時間は、インターネット全体が次の異常回復をトリガーする時間に依存しており、このような受動的な回復方法は、実際の応用に対して明らかに十分に実用ではない。
本出願の様々な実施例によれば、ＰＢＦＴアルゴリズムに基づいて改善された単一ノードの異常能動的回復方法を提供し、前記ＰＢＦＴアルゴリズムは、最大でｆ個のノードのビザンチンエラーを許容できる、３ｆ＋１個のノードを含むピアツーピアネットワークを必要とし、当該方法は以下のようなステップを含む。
Ｓ１：正常に動作しているノードは、ネットワーク上の理由でシステムの異常が検出されると、異常状態に入り、すなわち異常ノードになる。
Ｓ２：前記異常ノードは、ネットワーク全体のすべてのノードに対して、次のビューへ入るためのビュー変更要求を開始し、前記ビュー変更要求は、本ノードのＩＤ、本ノードが推奨したビュー値、本ノードの安定性チェックポイントの高さ、および本ノードのＰＱＣ情報を含む。
Ｓ３：前記異常ノードは、所定時間内に他のノードのビュー変更要求を待ってカウントし、所定時間内に同じビュー値を含む２ｆ＋１個のビュー変更要求を受信した場合、ＰＢＦＴアルゴリズムのビュー変更回復方法によって回復を完了し、所定時間内に２ｆ＋１個のビュー変更要求を受信しなかった場合、前記異常ノードは回復待ち状態に入り、すなわち回復待ちノードになる。
Ｓ４：前記回復待ちノードは、ネットワーク全体のすべてのノードに対して、前記回復待ちノードのＩＤを含む回復要求を送信する。
Ｓ５：前記回復待ちノードは、所定時間内に他のノードからの返信を待ってカウントし、ここで、他の正常ノードは、前記回復待ちノードからの回復要求を受信した後、自身のビュー値と安定性チェックポイントの高さ、ＩＤ、およびＰＱＣ情報を返信し、前記回復待ちノードは、所定時間内に同じビュー値を含む２ｆ＋１個の返信を受信した場合、Ｓ６に入り、状態回復を行い、所定時間内に同じビュー値を含む２ｆ＋１個の返信を受信しなかった場合、Ｓ４に戻る。
前記ＰＱＣ情報は、Ｐｒｅ－Ｐｒｅｐａｒｅメッセージ、Ｐｒｅｐａｒｅメッセージ、およびＣｏｍｍｉｔメッセージである。
Ｓ６：前記回復待ちノードは、２ｆ＋１個のノードから返信されたチェックポイント情報に基づき、ネットワーク全体の安定性チェックポイントの高さを算出し、前記回復待ちノードの安定性チェックポイントの高さがネットワーク全体の安定性チェックポイントの高さよりも小さい場合、ＰＢＦＴの高速同期アルゴリズムによってチェックポイントの回復を行い、回復が完成した後、Ｓ７に入り、最終的な回復を実行し、そうでない場合、直接Ｓ７に入り、最終的な回復を実行する。
Ｓ７：前記回復待ちノードは、ネットワーク全体のすべてのノードに対して安定性チェックポイント後のＰＱＣ情報を要求する。
Ｓ８：他の正常ノードは、ＰＱＣへの要求を受信すると、自身の安定性チェックポイント後のすべてのＰＱＣ情報を返信する。
Ｓ９：前記回復待ちノードは、受信したＰＱＣ返信情報に基づき、正常ノードの高さに回復するまで再実行し、これにより異常回復を完了する。
さらに、前記Ｓ２のビュー変更要求には、本ノードの署名情報も含まれる。
さらに、前記Ｓ３および前記Ｓ５では、カウントルールとして、１つのノードが１票しかカウントできず、所定時間内に同一ノードから複数の返信情報を同時に受信した場合も１回しかカウントできない。
さらに、前記Ｓ４の回復要求には、回復待ちノードの署名情報も含まれる。ここで、回復待ちノードの署名情報は、ノードのアイデンティティを確認し、悪意のあるノードが回復要求を偽造して正常ノードのネットワーク帯域幅を消費することを防ぐために使用される。
さらに、前記Ｓ５の他の正常ノードの返信情報には、本ノードの署名情報も含まれる。ここで、前記署名情報は、回復待ちノードが正常ノードのアイデンティティを確認し、悪意のあるノードが返信情報を偽造して回復待ちノードが回復を完了できないということを防ぐために使用される。
さらに、前記Ｓ９では、前記回復待ちノードは、ＰＱＣ返信情報を受信した後、同じＰＱＣを繰り返し実行することで実行エラーにより回復待ちノードが再び異常状態になることを防ぐために、自身の高さ以上のＰＱＣ情報しか再実行できない。
本出願の有益な効果は以下のとおりである。
本出願の方法では、ＰＢＦＴアルゴリズムに基づいて単一ノードの異常回復プロセスを追加し、異常ノードを２つのステップで異常回復させ、第１ステップでは、従来のＰＢＦＴアルゴリズムのビュー変更法に従って異常回復を試み、回復がタイムアウトした場合、単一ノードの異常回復法の第２のステップに進み、この方法ではノードが一致した２ｆ＋１個のビュー値を取得してビュー値を更新し、かつ２ｆ＋１個のノードのチェックポイント高さを取得してチェックポイントの高速回復を行うことで回復速度を高める。本出願で提案するＰＢＦＴアルゴリズムに基づいて改善された単一ノードの異常能動的回復方法は、従来のＰＢＦＴアルゴリズムにおける単一ノードが異常である場合の受動的回復法を改善し、ノード動作中の異常回復速度を大幅に上昇させ、ＰＢＦＴアルゴリズムの実用性を向上させる。
本出願の様々な実施例によれば、ＰＢＦＴアルゴリズムに基づいて改善された単一ノードの異常能動的回復方法をさらに提供し、前記方法は、最大でｆ個のノードのビザンチンエラーを許容する、３ｆ＋１個のノードを含むピアツーピアネットワークに適用され、前記方法は、
異常ノードを特定し、前記異常ノードからネットワーク全体の他のノードにビュー変更要求を開始するステップと、ここで、前記ビュー変更要求は、次のビューへの入りを要求するために使用され、前記ビュー変更要求は、本ノードのＩＤ、本ノードが推奨したビュー値、本ノードの安定性チェックポイントの高さ、および本ノードのＰＱＣ－Ｓｅｔ情報を含み、前記ＰＱＣ－Ｓｅｔ情報は、ＰＢＦＴアルゴリズムにおけるビュー変更回復のために定義されたＰ－Ｓｅｔ、Ｑ－Ｓｅｔ、Ｃ－Ｓｅｔにそれぞれ対応し、
第１のプリセット時間内に前記他のノードからのビュー変更要求を待ってカウントし、前記第１のプリセット時間内に２ｆ＋１個のビュー変更要求を受信しなかった場合、前記異常ノードを回復待ちノードにするステップと、
前記回復待ちノードからネットワーク全体の他のノードに、前記回復待ちノードのＩＤを含む回復要求を送信するステップと、
第２のプリセット時間内に前記他のノードからの返信を待ってカウントし、ここで、前記他のノードは、前記回復待ちノードからの回復要求を受信した後、自身のビュー値および安定性チェックポイントの高さ、ＩＤ、ＰＱＣ－Ｓｅｔ情報を返信し、前記第２のプリセット時間内に同じビュー値を含む２ｆ＋１個の返信を受信した場合、状態回復を実行するステップと、を含み、
上述した状態回復を実行することは、
２ｆ＋１個のノードから返信された安定性チェックポイントの高さとＰＱＣ－Ｓｅｔ情報に応じて、ネットワーク全体の安定性チェックポイントの高さを取得し、前記回復待ちノードの安定性チェックポイントの高さが前記ネットワーク全体の安定性チェックポイントの高さよりも小さい場合、ＰＢＦＴの高速同期アルゴリズムによってチェックポイント回復を行い、回復が完了した後に最終的な回復を実行し、前記回復待ちノードの安定性チェックポイントの高さが前記ネットワーク全体の安定性チェックポイントの高さ以上である場合、最終的な回復を実行すること、を含み、
上述した最終的な回復を実行することは、
前記回復待ちノードは、ネットワーク全体の他のノートに対して安定性チェックポイント後のＰＱＣ情報を要求し、ここで、前記ＰＱＣ情報はＰｒｅ－Ｐｒｅｐａｒｅメッセージ、Ｐｒｅｐａｒｅメッセージ、およびＣｏｍｍｉｔメッセージであり、前記他のノードから返信された自身の安定性チェックポイント後のＰＱＣ返信情報に基づき、前記回復待ちノードが正常ノードに回復するまで再実行することを含む。
異常ノードを特定し、前記異常ノードからネットワーク全体の他のノードにビュー変更要求を開始するステップと、ここで、前記ビュー変更要求は、次のビューへの入りを要求するために使用され、前記ビュー変更要求は、本ノードのＩＤ、本ノードが推奨したビュー値、本ノードの安定性チェックポイントの高さ、および本ノードのＰＱＣ－Ｓｅｔ情報を含み、前記ＰＱＣ－Ｓｅｔ情報は、ＰＢＦＴアルゴリズムにおけるビュー変更回復のために定義されたＰ－Ｓｅｔ、Ｑ－Ｓｅｔ、Ｃ－Ｓｅｔにそれぞれ対応し、
第１のプリセット時間内に前記他のノードからのビュー変更要求を待ってカウントし、前記第１のプリセット時間内に２ｆ＋１個のビュー変更要求を受信しなかった場合、前記異常ノードを回復待ちノードにするステップと、
前記回復待ちノードからネットワーク全体の他のノードに、前記回復待ちノードのＩＤを含む回復要求を送信するステップと、
第２のプリセット時間内に前記他のノードからの返信を待ってカウントし、ここで、前記他のノードは、前記回復待ちノードからの回復要求を受信した後、自身のビュー値および安定性チェックポイントの高さ、ＩＤ、ＰＱＣ－Ｓｅｔ情報を返信し、前記第２のプリセット時間内に同じビュー値を含む２ｆ＋１個の返信を受信した場合、状態回復を実行するステップと、を含み、
上述した状態回復を実行することは、
２ｆ＋１個のノードから返信された安定性チェックポイントの高さとＰＱＣ－Ｓｅｔ情報に応じて、ネットワーク全体の安定性チェックポイントの高さを取得し、前記回復待ちノードの安定性チェックポイントの高さが前記ネットワーク全体の安定性チェックポイントの高さよりも小さい場合、ＰＢＦＴの高速同期アルゴリズムによってチェックポイント回復を行い、回復が完了した後に最終的な回復を実行し、前記回復待ちノードの安定性チェックポイントの高さが前記ネットワーク全体の安定性チェックポイントの高さ以上である場合、最終的な回復を実行すること、を含み、
上述した最終的な回復を実行することは、
前記回復待ちノードは、ネットワーク全体の他のノートに対して安定性チェックポイント後のＰＱＣ情報を要求し、ここで、前記ＰＱＣ情報はＰｒｅ－Ｐｒｅｐａｒｅメッセージ、Ｐｒｅｐａｒｅメッセージ、およびＣｏｍｍｉｔメッセージであり、前記他のノードから返信された自身の安定性チェックポイント後のＰＱＣ返信情報に基づき、前記回復待ちノードが正常ノードに回復するまで再実行することを含む。
一実施例では、上述した第１のプリセット時間内に前記他のノードからのビュー変更要求を待ってカウントするステップの後、さらに、
前記第１のプリセット時間内に同じビュー値を含む２ｆ＋１個のビュー変更要求を受信した場合、ＰＢＦＴアルゴリズムのビュー変更回復方法によって回復を完了するステップを含む。
前記第１のプリセット時間内に同じビュー値を含む２ｆ＋１個のビュー変更要求を受信した場合、ＰＢＦＴアルゴリズムのビュー変更回復方法によって回復を完了するステップを含む。
一実施例では、上述した第２のプリセット時間内に前記他のノードからの返信を待ってカウントするステップの後、さらに、
前記第２のプリセット時間内に同じビュー値を含む２ｆ＋１個の返信を受信しなかった場合、上述した前記回復待ちノードからネットワーク全体の他のノートに回復要求を送信するステップに戻るステップを含む。
前記第２のプリセット時間内に同じビュー値を含む２ｆ＋１個の返信を受信しなかった場合、上述した前記回復待ちノードからネットワーク全体の他のノートに回復要求を送信するステップに戻るステップを含む。
一実施例では、前記ビュー変更要求はさらに、本ノードの署名情報を含む。
一実施例では、カウントする時、各ノードは１回だけカウントされる。
一実施例では、前記回復要求はさらに、前記回復待ちノードの署名情報を含む。
一実施例では、前記他のノードから返信された自身の安定性チェックポイント後のＰＱＣ返信情報は、本ノードの署名情報を含む。
一実施例では、上述した前記他のノードから返信された自身の安定性チェックポイント後のＰＱＣ返信情報に基づいて再実行することは、
前記他のノードから返信された自身の安定性チェックポイント後のＰＱＣ返信情報に基づき、前記回復待ちノードの安定性チェックポイントの高さ以上のＰＱＣ情報を再実行するステップを含む。
前記他のノードから返信された自身の安定性チェックポイント後のＰＱＣ返信情報に基づき、前記回復待ちノードの安定性チェックポイントの高さ以上のＰＱＣ情報を再実行するステップを含む。
本出願の様々な実施例によれば、さらに、ＰＢＦＴアルゴリズムに基づいて改善された単一ノードの異常能動的回復システムを提供し、前記システムは、
異常ノードを特定し、前記異常ノードからネットワーク全体の他のノードにビュー変更要求を開始するための異常要求モジュールと、ここで、前記ビュー変更要求は、次のビューへの入りを要求するために使用され、前記ビュー変更要求は、本ノードのＩＤ、本ノードが推奨したビュー値、本ノードの安定性チェックポイントの高さ、および本ノードのＰＱＣ－Ｓｅｔ情報を含み、前記ＰＱＣ－Ｓｅｔ情報は、ＰＢＦＴアルゴリズムにおけるビュー変更回復のために定義されたＰ－Ｓｅｔ、Ｑ－Ｓｅｔ、Ｃ－Ｓｅｔにそれぞれ対応し、
第１のプリセット時間内に前記他のノードからのビュー変更要求を待ってカウントし、前記第１のプリセット時間内に２ｆ＋１個のビュー変更要求を受信しなかった場合、前記異常ノードを回復待ちノードにするための第１のカウントモジュールと、
前記回復待ちノードからネットワーク全体の他のノードに、前記回復待ちノードのＩＤを含む回復要求を送信するための回復要求モジュールと、
第２のプリセット時間内に前記他のノードからの返信を待ってカウントし、ここで、前記他のノードは、前記回復待ちノードからの回復要求を受信した後、自身のビュー値および安定性チェックポイントの高さ、ＩＤ、ＰＱＣ－Ｓｅｔ情報を返信し、前記第２のプリセット時間内に同じビュー値を含む２ｆ＋１個の返信を受信した場合、状態回復に移行するための第２のカウントモジュールと、
２ｆ＋１個のノードから返信された安定性チェックポイントの高さおよびＰＱＣ－Ｓｅｔ情報に応じて、ネットワーク全体の安定性チェックポイントの高さを取得し、前記回復待ちノードの安定性チェックポイントの高さが前記ネットワーク全体の安定性チェックポイントの高さよりも小さい場合、ＰＢＦＴの高速同期アルゴリズムによってチェックポイント回復を行い、回復が完了した後に最終的な回復に移行し、前記回復待ちノードの安定性チェックポイントの高さが前記ネットワーク全体の安定性チェックポイントの高さ以上である場合、最終的な回復に移行することを含む、状態回復を実行するための第１の回復モジュールと、
前記回復待ちノードがネットワーク全体の他のノートに対して安定性チェックポイント後のＰＱＣ情報、すなわちＰｒｅ－Ｐｒｅｐａｒｅメッセージ、Ｐｒｅｐａｒｅメッセージ、およびＣｏｍｍｉｔメッセージを要求し、また、前記他のノードから返信された自身の安定性チェックポイント後のＰＱＣ返信情報に基づき、前記回復待ちノードが正常ノードに回復するまで再実行することを含む、最終的な回復を実行するための第２の回復モジュールと、を含む。
異常ノードを特定し、前記異常ノードからネットワーク全体の他のノードにビュー変更要求を開始するための異常要求モジュールと、ここで、前記ビュー変更要求は、次のビューへの入りを要求するために使用され、前記ビュー変更要求は、本ノードのＩＤ、本ノードが推奨したビュー値、本ノードの安定性チェックポイントの高さ、および本ノードのＰＱＣ－Ｓｅｔ情報を含み、前記ＰＱＣ－Ｓｅｔ情報は、ＰＢＦＴアルゴリズムにおけるビュー変更回復のために定義されたＰ－Ｓｅｔ、Ｑ－Ｓｅｔ、Ｃ－Ｓｅｔにそれぞれ対応し、
第１のプリセット時間内に前記他のノードからのビュー変更要求を待ってカウントし、前記第１のプリセット時間内に２ｆ＋１個のビュー変更要求を受信しなかった場合、前記異常ノードを回復待ちノードにするための第１のカウントモジュールと、
前記回復待ちノードからネットワーク全体の他のノードに、前記回復待ちノードのＩＤを含む回復要求を送信するための回復要求モジュールと、
第２のプリセット時間内に前記他のノードからの返信を待ってカウントし、ここで、前記他のノードは、前記回復待ちノードからの回復要求を受信した後、自身のビュー値および安定性チェックポイントの高さ、ＩＤ、ＰＱＣ－Ｓｅｔ情報を返信し、前記第２のプリセット時間内に同じビュー値を含む２ｆ＋１個の返信を受信した場合、状態回復に移行するための第２のカウントモジュールと、
２ｆ＋１個のノードから返信された安定性チェックポイントの高さおよびＰＱＣ－Ｓｅｔ情報に応じて、ネットワーク全体の安定性チェックポイントの高さを取得し、前記回復待ちノードの安定性チェックポイントの高さが前記ネットワーク全体の安定性チェックポイントの高さよりも小さい場合、ＰＢＦＴの高速同期アルゴリズムによってチェックポイント回復を行い、回復が完了した後に最終的な回復に移行し、前記回復待ちノードの安定性チェックポイントの高さが前記ネットワーク全体の安定性チェックポイントの高さ以上である場合、最終的な回復に移行することを含む、状態回復を実行するための第１の回復モジュールと、
前記回復待ちノードがネットワーク全体の他のノートに対して安定性チェックポイント後のＰＱＣ情報、すなわちＰｒｅ－Ｐｒｅｐａｒｅメッセージ、Ｐｒｅｐａｒｅメッセージ、およびＣｏｍｍｉｔメッセージを要求し、また、前記他のノードから返信された自身の安定性チェックポイント後のＰＱＣ返信情報に基づき、前記回復待ちノードが正常ノードに回復するまで再実行することを含む、最終的な回復を実行するための第２の回復モジュールと、を含む。
本出願の様々な実施例によれば、さらにコンピュータ設備を提供し、前記コンピュータ設備は、メモリおよびプロセッサを備え、前記メモリにはコンピュータプログラムが記憶され、前記プロセッサは、前記コンピュータプログラムを実行する時に、上述したＰＢＦＴアルゴリズムに基づいて改善された単一ノードの異常能動的回復方法のステップを実現する。
本出願の様々な実施例によれば、コンピュータプログラムが記憶された可読記憶媒体をさらに提供し、前記コンピュータプログラムは、プロセッサによって実行されると、上述したＰＢＦＴアルゴリズムに基づいて改善された単一ノードの異常能動的回復方法のステップを実現する。
ここで開示されるそれらの発明の実施例および／または例示をよりよく記述及び説明するために、１つ以上の図面を参照することができる。図面を説明するための追加の詳細または例示は、開示された発明、現在説明されている実施例および／または例示、および現在理解されているこれらの発明の最良の態様のいずれかの範囲を制限するものと見なされるべきではない。
本出願への理解を容易にし、本出願の上記目的、特徴および利点をより明白かつ理解しやすくするために、以下は図面と併せて本出願の具体的な実施形態を詳細に説明する。以下の説明では、本出願を十分に理解するために、多くの具体的な詳細が示されており、本出願の好ましい実施形態が図面で示されている。しかし、本出願は多くの異なる形態で実施可能であり、本明細書に記載された実施形態に限定されない。むしろ、これらの実施形態は、本出願の開示内容をより徹底的かつ包括的に理解する目的で提供されている。本出願は、本明細書に記載されたもの以外にも多くの方法で実施することができ、また、本出願の内容に矛盾することなく当業者が同様の改良を加えることができるため、本出願は以下に開示される具体的な実施例によって限定されない。
なお、「第１」、「第２」という用語は目的を説明するためのものに過ぎず、相対的な重要度を指示や示唆するもの、或いは指示される技術的特徴の数を暗示的に表示するものとして理解できない。そこで、「第１」、「第２」に限定される特徴は、それらの特徴のうちの１つ以上を明示的や暗示的に含むことができる。本出願の説明において、「複数」とは、特に明示的かつ具体的に限定しない限り、２つ以上、例えば２つ、３つなどを意味する。本出願の説明において、「若干」とは、特に明示的かつ具体的に限定しない限り、１つ以上、例えば１つ、２つなどを意味する。
特に定義されていない限り、本明細書で使用されているすべての技術的および科学的用語は、当業者が一般的に理解しているものと同じ意味を持つ。本明細書で使用されている用語は、具体的な実施形態を説明するためのものに過ぎず、本出願を限定するものではない。本明細書では、「および／または」という用語は、挙げられた関連する１つ以上の項目の任意およびすべての組み合わせを含む。
図１に示すように、ＰＢＦＴアルゴリズムに基づいて改善された単一ノードの異常能動的回復方法であって、前記ＰＢＦＴアルゴリズムは、最大でｆ個のノードのビザンチンエラーを許容できる、３ｆ＋１個のノードを含むピアツーピアネットワークを必要とし、当該方法は具体的に、以下のＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８、Ｓ９を含む。
Ｓ１：正常に動作しているノードは、ネットワーク上の理由でマスターノードが異常であることを判明すると、異常状態に入り、すなわち異常ノードになる。
Ｓ２：前記異常ノードは、ネットワーク全体のすべてのノードに対して、次のビューに入るためのビュー変更要求を開始し、前記ビュー変更要求は、本ノードのＩＤ、本ノードが推奨したビュー値、本ノードの安定性チェックポイントの高さ、および本ノードのＰＱＣ情報を含む。
Ｓ３：前記異常ノードは、所定時間内に他のノードのビュー変更要求を待ってカウントし、所定時間内に同じビュー値を含む２ｆ＋１個のビュー変更要求を受信した場合、ＰＢＦＴアルゴリズムのビュー変更回復方法によって回復を完了し、所定時間内に２ｆ＋１個のビュー変更要求を受信しなかった場合、前記異常ノードは回復待ち状態に入り、すなわち回復待ちノードになる。
当該ステップでは、前記異常ノードは、まずビュー変更を試み、ネットワーク全体で２ｆ＋１個以上のノードが同じビュー値でビュー変更を開始することを試みる場合、前記異常ノードは直接ビュー変更方法によって異常回復を完了することができ、具体的には、前記異常ノードは、ネットワーク全体の２ｆ＋１個のノードから推奨されたビュー値によって、新しいビューのマスターノードを特定し、かつ新しいマスターノードが確認メッセージを送信するのを待ち、これによって異常回復を完了できるようになり、前記異常ノードが所定時間内に２ｆ＋１個のノードからのビュー変更要求を受信しなかった場合、この時点ではネットワーク全体が正常状態にあり、当該ノードのみが異常状態にあると考えられ、このとき、前記異常ノードは、元のＰＢＦＴアルゴリズムにおけるビュー変更要求を連続的に再送する方法に従った受動的な回復待ちを要することなく、直接回復待ち状態に入り、その後の回復方法によって自律的に回復する。
Ｓ４：前記回復待ちノードは、ネットワーク全体のすべてのノードに対して、前記回復待ちノードのＩＤを含む回復要求を送信する。
Ｓ５：前記回復待ちノードは、所定時間内に他のノードからの返信を待ってカウントし、ここで、他の正常ノードは、前記回復待ちノードからの回復要求を受信した後、自身のビュー値と安定性チェックポイントの高さ、ＩＤ、およびＰＱＣ情報を返信し、前記回復待ちノードは、所定時間内に同じビュー値を含む２ｆ＋１個の返信を受信した場合、Ｓ６に入り、状態回復を行い、所定時間内に同じビュー値を含む２ｆ＋１個の返信を受信しなかった場合、Ｓ４に戻る。
前記正常ノードが回復待ちノードから回復要求を受信した後に返信されたビュー値は、回復待ちノードがネットワーク全体の安定したビュー値を取得してビュー回復を実行できるように保証するために使用され、返信された安定性チェックポイントの高さは、回復待ちノードがネットワーク全体の最新の安定性チェックポイントの高さを取得してチェックポイント状態回復を実行できるように保証するために使用される。
前記ＰＱＣ情報は、Ｐｒｅ－Ｐｒｅｐａｒｅメッセージ、Ｐｒｅｐａｒｅメッセージ、およびＣｏｍｍｉｔメッセージである。
Ｓ６：前記回復待ちノードは、２ｆ＋１個のノードから返信されたチェックポイント情報に基づき、ネットワーク全体の安定性チェックポイントの高さを算出し、前記回復待ちノードの安定性チェックポイントの高さがネットワーク全体の安定性チェックポイントの高さよりも小さい場合、ＰＢＦＴの高速同期アルゴリズムによってチェックポイントの回復を行い、回復が完成した後、Ｓ７に入り、最終的な回復を実行し、そうでない場合、直接Ｓ７に入り、最終的な回復を実行する。
ここで、安定性チェックポイントは、ネットワーク全体のノードの２／３以上が到達したと本ノードによって確認された高さであり、ＰＢＦＴアルゴリズムにおけるメモリリサイクル条件に到達した高さである。
Ｓ７：前記回復待ちノードは、ネットワーク全体のすべてのノードに対して安定性チェックポイント後のＰＱＣ情報を要求する。
Ｓ８：他の正常ノードは、ＰＱＣへの要求を受信すると、自身の安定性チェックポイント後のすべてのＰＱＣ情報を返信する。
Ｓ９：前記回復待ちノードは、受信したＰＱＣ返信情報に基づき、正常ノードの高さに回復するまで再実行し、これにより異常回復を完了する。
ＰＱＣ情報はＰＢＦＴアルゴリズムにおける３段階のコンセンサスメッセージであるため、ＰＱＣ情報のみで正常ノードと一致する高さまで回復することができる。
本出願に係るＰＢＦＴアルゴリズムに基づいて改善された単一ノードの異常能動的回復方法を利用することで、異常ノードは、異常回復プロセスを自律的にトリガーすることができ、異常回復にかかる時間を大幅に短縮することができる。
好ましくは、前記Ｓ２のビュー変更要求はさらに、本ノードの署名情報を含む。
好ましくは、前記Ｓ３および前記Ｓ５では、カウントルールとして、１つのノードが１票しかカウントできず、所定時間内に同一ノードから複数の返信情報を同時に受信した場合も１回しかカウントできない。
好ましくは、前記Ｓ４の回復要求には、回復待ちノードの署名情報も含まれる。ここで、回復待ちノードの署名情報は、ノードのアイデンティティを確認し、悪意のあるノードが回復要求を偽造して正常ノードのネットワーク帯域幅を消費することを防ぐために使用される。
好ましくは、前記Ｓ５の他の正常ノードの返信情報には、本ノードの署名情報も含まれる。ここで、前記署名情報は、回復待ちノードが正常ノードのアイデンティティを確認し、悪意のあるノードが返信情報を偽造して回復待ちノードが回復を完了できないということを防ぐために使用される。
好ましくは、前記Ｓ９では、前記回復待ちノードは、ＰＱＣ返信情報を受信した後、同じＰＱＣを繰り返し実行することで実行エラーにより回復待ちノードが再び異常状態になることを防ぐために、自身の高さ以上のＰＱＣ情報しか再実行できない。
さらに、図２に示すように、本出願に係るＰＢＦＴアルゴリズムに基づいて改善された単一ノードの異常能動的回復方法は、最大でｆ個のノードのビザンチンエラーを許容できる、３ｆ＋１個のノードを含むピアツーピアネットワークに応用され得、ＰＢＦＴアルゴリズムに基づいて改善された単一ノードの異常能動的回復を以下のステップによって実現できる。
Ｓ１１０：異常ノードを特定し、前記異常ノードからネットワーク全体の他のノードにビュー変更要求を開始し、ここで、前記ビュー変更要求は、次のビューへの入りを要求するために使用され、前記ビュー変更要求は、本ノードのＩＤ、本ノードが推奨したビュー値、本ノードの安定性チェックポイントの高さ、および本ノードのＰＱＣ－Ｓｅｔ情報を含み、前記ＰＱＣ－Ｓｅｔ情報は、ＰＢＦＴアルゴリズムにおけるビュー変更回復のために定義されたＰ－Ｓｅｔ、Ｑ－Ｓｅｔ、Ｃ－Ｓｅｔにそれぞれ対応する。
Ｓ１２０：第１のプリセット時間内に前記他のノードからのビュー変更要求を待ってカウントし、前記第１のプリセット時間内に２ｆ＋１個のビュー変更要求を受信しなかった場合、前記異常ノードを回復待ちノードにする。
Ｓ１３０：前記回復待ちノードからネットワーク全体の他のノートに、前記回復待ちノードのＩＤを含む回復要求を送信する。
Ｓ１４０：第２のプリセット時間内に前記他のノードからの返信を待ってカウントし、ここで、前記他のノードは、前記回復待ちノードからの回復要求を受信した後、自身のビュー値および安定性チェックポイントの高さ、ＩＤ、ＰＱＣ－Ｓｅｔ情報を返信し、前記第２のプリセット時間内に同じビュー値を含む２ｆ＋１個の返信を受信した場合、状態回復を実行する。
Ｓ１５０：上述した状態回復を実行することは、２ｆ＋１個のノードから返信された安定性チェックポイントの高さとＰＱＣ－Ｓｅｔ情報に基づき、ネットワーク全体の安定性チェックポイントの高さを取得し、前記回復待ちノードの安定性チェックポイントの高さが前記ネットワーク全体の安定性チェックポイントの高さよりも小さい場合、ＰＢＦＴの高速同期アルゴリズムによってチェックポイント回復を行い、回復が完了した後に最終的な回復を実行し、前記回復待ちノードの安定性チェックポイントの高さが前記ネットワーク全体の安定性チェックポイントの高さ以上である場合、最終的な回復を実行すること、を含む。
Ｓ１６０：上述した最終的な回復を実行することは、前記回復待ちノードは、ネットワーク全体の他のノートに対して安定性チェックポイント後のＰＱＣ情報を要求し、ここで、前記ＰＱＣ情報はＰｒｅ－Ｐｒｅｐａｒｅメッセージ、Ｐｒｅｐａｒｅメッセージ、およびＣｏｍｍｉｔメッセージであり、前記他のノードから返信された自身の安定性チェックポイント後のＰＱＣ返信情報に基づき、前記回復待ちノードが正常ノードに回復するまで再実行することを含む。
一実施例では、上述した第１のプリセット時間内に前記他のノードからのビュー変更要求を待ってカウントするステップの後、さらに、
前記第１のプリセット時間内に同じビュー値を含む２ｆ＋１個のビュー変更要求を受信した場合、ＰＢＦＴアルゴリズムのビュー変更回復方法によって回復を完了するステップを含む。
前記第１のプリセット時間内に同じビュー値を含む２ｆ＋１個のビュー変更要求を受信した場合、ＰＢＦＴアルゴリズムのビュー変更回復方法によって回復を完了するステップを含む。
一実施例では、上述した第２のプリセット時間内に前記他のノードからの返信を待ってカウントするステップの後、さらに、
前記第２のプリセット時間内に同じビュー値を含む２ｆ＋１個の返信を受信しなかった場合、上述した前記回復待ちノードからネットワーク全体の他のノートに回復要求を送信するステップに戻るステップを含む。
前記第２のプリセット時間内に同じビュー値を含む２ｆ＋１個の返信を受信しなかった場合、上述した前記回復待ちノードからネットワーク全体の他のノートに回復要求を送信するステップに戻るステップを含む。
一実施例では、前記ビュー変更要求はさらに、本ノードの署名情報を含む。
一実施例では、カウントする時、各ノードは１回だけカウントされる。
一実施例では、前記回復要求はさらに、前記回復待ちノードの署名情報を含む。
一実施例では、前記他のノードから返信された自身の安定性チェックポイント後のＰＱＣ返信情報は、本ノードの署名情報を含む。
一実施例では、上述した前記他のノードから返信された自身の安定性チェックポイント後のＰＱＣ返信情報に基づいて再実行することは、
前記他のノードから返信された自身の安定性チェックポイント後のＰＱＣ返信情報に基づき、前記回復待ちノードの安定性チェックポイントの高さ以上のＰＱＣ情報を再実行するステップを含む。
前記他のノードから返信された自身の安定性チェックポイント後のＰＱＣ返信情報に基づき、前記回復待ちノードの安定性チェックポイントの高さ以上のＰＱＣ情報を再実行するステップを含む。
一実施例では、図３に示すように、ＰＢＦＴアルゴリズムに基づいて改善された単一ノードの異常能動的回復システムを提供し、前記システムは、
異常ノードを特定し、前記異常ノードからネットワーク全体の他のノードにビュー変更要求を開始するための異常要求モジュール２１０と、ここで、前記ビュー変更要求は、次のビューへの入りを要求するために使用され、前記ビュー変更要求は、本ノードのＩＤ、本ノードが推奨したビュー値、本ノードの安定性チェックポイントの高さ、および本ノードのＰＱＣ－Ｓｅｔ情報を含み、前記ＰＱＣ－Ｓｅｔ情報は、ＰＢＦＴアルゴリズムにおけるビュー変更回復のために定義されたＰ－Ｓｅｔ、Ｑ－Ｓｅｔ、Ｃ－Ｓｅｔにそれぞれ対応し、
第１のプリセット時間内に前記他のノードからのビュー変更要求を待ってカウントし、前記第１のプリセット時間内に２ｆ＋１個のビュー変更要求を受信しなかった場合、前記異常ノードを回復待ちノードにするための第１のカウントモジュール２２０と、
前記回復待ちノードからネットワーク全体の他のノードに、前記回復待ちノードのＩＤを含む回復要求を送信するための回復要求モジュール２３０と、
第２のプリセット時間内に前記他のノードからの返信を待ってカウントし、ここで、前記他のノードは、前記回復待ちノードからの回復要求を受信した後、自身のビュー値および安定性チェックポイントの高さ、ＩＤ、ＰＱＣ－Ｓｅｔ情報を返信し、前記第２のプリセット時間内に同じビュー値を含む２ｆ＋１個の返信を受信した場合、状態回復に移行するための第２のカウントモジュール２４０と、
２ｆ＋１個のノードから返信された安定性チェックポイントの高さおよびＰＱＣ－Ｓｅｔ情報に基づき、ネットワーク全体の安定性チェックポイントの高さを取得し、前記回復待ちノードの安定性チェックポイントの高さが前記ネットワーク全体の安定性チェックポイントの高さよりも小さい場合、ＰＢＦＴの高速同期アルゴリズムによってチェックポイント回復を行い、回復が完了した後に最終的な回復に移行し、前記回復待ちノードの安定性チェックポイントの高さが前記ネットワーク全体の安定性チェックポイントの高さ以上である場合、最終的な回復に移行することを含む、状態回復を実行するための第１の回復モジュール２５０と、
前記回復待ちノードがネットワーク全体の他のノートに対して安定性チェックポイント後のＰＱＣ情報、すなわちＰｒｅ－Ｐｒｅｐａｒｅメッセージ、Ｐｒｅｐａｒｅメッセージ、およびＣｏｍｍｉｔメッセージを要求し、また、前記他のノードから返信された自身の安定性チェックポイント後のＰＱＣ返信情報に基づき、前記回復待ちノードが正常ノードに回復するまで再実行することを含む、最終的な回復を実行するための第２の回復モジュール２６０と、を含む。
異常ノードを特定し、前記異常ノードからネットワーク全体の他のノードにビュー変更要求を開始するための異常要求モジュール２１０と、ここで、前記ビュー変更要求は、次のビューへの入りを要求するために使用され、前記ビュー変更要求は、本ノードのＩＤ、本ノードが推奨したビュー値、本ノードの安定性チェックポイントの高さ、および本ノードのＰＱＣ－Ｓｅｔ情報を含み、前記ＰＱＣ－Ｓｅｔ情報は、ＰＢＦＴアルゴリズムにおけるビュー変更回復のために定義されたＰ－Ｓｅｔ、Ｑ－Ｓｅｔ、Ｃ－Ｓｅｔにそれぞれ対応し、
第１のプリセット時間内に前記他のノードからのビュー変更要求を待ってカウントし、前記第１のプリセット時間内に２ｆ＋１個のビュー変更要求を受信しなかった場合、前記異常ノードを回復待ちノードにするための第１のカウントモジュール２２０と、
前記回復待ちノードからネットワーク全体の他のノードに、前記回復待ちノードのＩＤを含む回復要求を送信するための回復要求モジュール２３０と、
第２のプリセット時間内に前記他のノードからの返信を待ってカウントし、ここで、前記他のノードは、前記回復待ちノードからの回復要求を受信した後、自身のビュー値および安定性チェックポイントの高さ、ＩＤ、ＰＱＣ－Ｓｅｔ情報を返信し、前記第２のプリセット時間内に同じビュー値を含む２ｆ＋１個の返信を受信した場合、状態回復に移行するための第２のカウントモジュール２４０と、
２ｆ＋１個のノードから返信された安定性チェックポイントの高さおよびＰＱＣ－Ｓｅｔ情報に基づき、ネットワーク全体の安定性チェックポイントの高さを取得し、前記回復待ちノードの安定性チェックポイントの高さが前記ネットワーク全体の安定性チェックポイントの高さよりも小さい場合、ＰＢＦＴの高速同期アルゴリズムによってチェックポイント回復を行い、回復が完了した後に最終的な回復に移行し、前記回復待ちノードの安定性チェックポイントの高さが前記ネットワーク全体の安定性チェックポイントの高さ以上である場合、最終的な回復に移行することを含む、状態回復を実行するための第１の回復モジュール２５０と、
前記回復待ちノードがネットワーク全体の他のノートに対して安定性チェックポイント後のＰＱＣ情報、すなわちＰｒｅ－Ｐｒｅｐａｒｅメッセージ、Ｐｒｅｐａｒｅメッセージ、およびＣｏｍｍｉｔメッセージを要求し、また、前記他のノードから返信された自身の安定性チェックポイント後のＰＱＣ返信情報に基づき、前記回復待ちノードが正常ノードに回復するまで再実行することを含む、最終的な回復を実行するための第２の回復モジュール２６０と、を含む。
一実施例では、第１の回復モジュール２５０はさらに、前記第１のプリセット時間内に同じビュー値を含む２ｆ＋１個のビュー変更要求を受信した場合、ＰＢＦＴアルゴリズムのビュー変更回復方法によって回復を完了するために使用される。
一実施例では、前記第２のプリセット時間内に同じビュー値を含む２ｆ＋１個の返信を受信しなかった場合、前記回復要求モジュール２３０は引き続き、前記回復待ちノードからネットワーク全体の他のノートに回復要求を開始する。
一実施例では、前記ビュー変更要求はさらに、本ノードの署名情報を含む。
一実施例では、カウントする時、各ノードは１回だけカウントされる。
一実施例では、前記回復要求はさらに、前記回復待ちノードの署名情報を含む。
一実施例では、前記他のノードから返信された自身の安定性チェックポイント後のＰＱＣ返信情報は、本ノードの署名情報を含む。
一実施例では、第２の回復モジュール２６０は、前記他のノードから返信された自身の安定性チェックポイント後のＰＱＣ返信情報に基づき、前記回復待ちノードの安定性チェックポイントの高さ以上のＰＱＣ情報を再実行するために使用される。
ＰＢＦＴアルゴリズムに基づいて改善された単一ノードの異常能動的回復システムについての具体的な限定は、上記のＰＢＦＴアルゴリズムに基づいて改善された単一ノードの異常能動的回復方法の限定を参照することができるので、ここでは繰り返して説明しない。上記のＰＢＦＴアルゴリズムに基づいて改善された単一ノードの異常能動的回復システムにおける各モジュールの全部または一部は、ソフトウェア、ハードウェアおよびそれらの組み合わせによって実現できる。上記の各モジュールは、ハードウェア形態でコンピュータ設備のプロセッサに組み込まれ、またはそのプロセッサから独立してもよいし、プロセッサが上記の各モジュールに対応する操作を呼び出して実行できるように、ソフトウェア形態でコンピュータ設備のメモリに記憶されてもよい。
一実施例では、ＰＢＦＴアルゴリズムに基づいて改善された単一ノードの異常能動的回復のコンピュータ設備を提供し、当該コンピュータ設備は端末であってもよく、その内部構造図は図４に示すものであってもよい。当該コンピュータ設備は、システムバスを介して接続されたプロセッサ、メモリ、ネットワークインターフェース、ディスプレイおよび入力装置を含む。ここで、当該コンピュータ設備のプロセッサは、コンピューティングおよび制御機能を提供するために使用される。当該コンピュータ設備のメモリは、不揮発性記憶媒体と内部メモリを含む。当該不揮発性記憶媒体には、オペレーティングシステムおよびコンピュータプログラムが記憶されている。当該内部メモリは、不揮発性記憶媒体のオペレーティングシステムやコンピュータプログラムが動作する環境を提供する。当該コンピュータ設備のネットワークインターフェースは、ネットワークを介して外部の端末と通信するために使用される。当該コンピュータプログラムは、プロセッサによって実行されると、ＰＢＦＴアルゴリズムに基づいて改善された単一ノードの異常能動的回復方法を実現する。当該コンピュータ設備のディスプレイは、液晶ディスプレイまたは電子インクディスプレイであり得、当該コンピュータ設備の入力装置は、ディスプレイ上に覆われたたタッチ層であってもよく、コンピュータ設備のハウジング上に設置されたキー、トラックボール、タッチパッドであってもよく、外付けのキーボード、タッチパッド、マウスなどであってもよい。
図４に示された構造は、本出願の解決手段に関連する構造の一部を示すブロック図に過ぎず、本出願の解決手段が応用されるスマートコントラクトクライアントプログラムを生成するための設備を限定するものではなく、スマートコントラクトクライアントプログラムを生成するための具体的な設備は、図に示されたものよりも多くのまたは少ない部品を含めるか、特定の部品を組み合わせてもよく、または部品の異なる配置を有することが、当業者には理解され得る。
一実施例では、コンピュータ設備を提供し、コンピュータプログラムが記憶されたメモリと、プロセッサとを含み、当該プロセッサがコンピュータプログラムを実行する時に、上記のＰＢＦＴアルゴリズムに基づいて改善された単一ノードの異常能動的回復方法のステップを実現する。
一実施例では、コンピュータプログラムが記憶された可読記憶媒体を提供し、コンピュータプログラムがプロセッサによって実行されると、上記のＰＢＦＴアルゴリズムに基づいて改善された単一ノードの異常能動的回復方法のステップを実現する。
当業者であれば理解されるように、上記の実施例の方法におけるプロセスの全部または一部は、関連するハードウェアを指示するコンピュータプログラムによって実現可能であり、当該コンピュータプログラムは、不揮発性のコンピュータ可読記憶媒体に記憶されてもよく、また、実行されると、上述した各方法の実施例のプロセスを含み得る。ここで、本出願で提供される各実施例で使用されるメモリ、ストレージ、データベース、または他の媒体への言及は、いずれも不揮発性メモリおよび／または揮発性メモリを含んでもよい。不揮発性メモリは、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、プログラム可能なＲＯＭ（ＰＲＯＭ）、電気的にプログラム可能なＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、電気的に消去可能なプログラム可能なＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）またはフラッシュメモリを含み得る。揮発性メモリは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）または外部キャッシュメモリを含み得る。限定ではなく例として、ＲＡＭは、スタティックＲＡＭ（ＳＲＡＭ）、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、同期ＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）、ダブルデータレートＳＤＲＡＭ（ＤＤＲＳＤＲＡＭ）、拡張ＳＤＲＡＭ（ＥＳＤＲＡＭ）、同期リンク（Ｓｙｎｃｈｌｉｎｋ）ＤＲＡＭ（ＳＬＤＲＡＭ）、ラムバス（Ｒａｍｂｕｓ）ダイレクトＲＡＭ（ＲＤＲＡＭ）、ダイレクトラムバスダイナミックＲＡＭ（ＤＲＤＲＡＭ）、やラムバスダイナミックＲＡＭ（ＲＤＲＡＭ）など、様々な形式で利用できる。
上述した実施例の各技術的特徴は、任意に組み合わせてもよく、説明を簡潔にするために、上述した実施例の技術的特徴の可能な組み合わせのすべてを説明していないが、これらの技術的特徴の組み合わせが矛盾しない限り、いずれも本明細書の範囲内にあるとみなされるべきである。
当業者であれば理解されるように、前述は本出願の好ましい実施例に過ぎず、本出願を限定することを意図したものではなく、前述の実施例を参照して本出願を詳細に説明したにもかかわらず、当業者は、前述の実施例に記載された技術的解決手段を修正したり、その技術的特徴の一部を同等に置き換えたりすることが可能である。本出願の精神と原則の範囲内のすべての修正、同等な置き換えなどは、いずれも本出願の保護範囲に含まれるものとする。
２１０ 異常要求モジュール
２２０ 第１のカウントモジュール
２３０ 回復要求モジュール
２４０ 第２のカウントモジュール
２５０ 第１の回復モジュール
２６０ 第２の回復モジュール
２２０ 第１のカウントモジュール
２３０ 回復要求モジュール
２４０ 第２のカウントモジュール
２５０ 第１の回復モジュール
２６０ 第２の回復モジュール
Claims (17)
- ＰＢＦＴアルゴリズムは、最大でｆ個のノードのビザンチンエラーを許容できる、３ｆ＋１個のノードを含むピアツーピアネットワークを必要とし、
正常に動作しているノードは、ネットワーク上の理由でシステムの異常が検出されると、異常状態に入り、すなわち異常ノードになるステップＳ１と、
前記異常ノードは、ネットワーク全体のすべてのノードに対して、次のビューへ入るためのビュー変更要求を開始し、前記ビュー変更要求は、本ノードのＩＤ、本ノードが推奨したビュー値、本ノードの安定性チェックポイントの高さ、および本ノードのＰＱＣ情報を含むステップＳ２と、
前記異常ノードは、所定時間内に他のノードのビュー変更要求を待ってカウントし、所定時間内に同じビュー値を含む２ｆ＋１個のビュー変更要求を受信した場合、ＰＢＦＴアルゴリズムのビュー変更回復方法によって回復を完了し、所定時間内に２ｆ＋１個のビュー変更要求を受信しなかった場合、前記異常ノードは回復待ち状態に入り、すなわち回復待ちノードになるステップＳ３と、
前記回復待ちノードは、ネットワーク全体のすべてのノードに対して、前記回復待ちノードのＩＤを含む回復要求を送信するステップＳ４と、
前記回復待ちノードは、所定時間内に他のノードからの返信を待ってカウントし、ここで、他の正常ノードは、前記回復待ちノードからの回復要求を受信した後、自身のビュー値と安定性チェックポイントの高さ、ＩＤ、およびＰＱＣ情報を返信し、前記回復待ちノードは、所定時間内に同じビュー値を含む２ｆ＋１個の返信を受信した場合、Ｓ６に入り、状態回復を行い、所定時間内に同じビュー値を含む２ｆ＋１個の返信を受信しなかった場合、Ｓ４に戻るステップＳ５と、
ここで、前記ＰＱＣ情報は、Ｐｒｅ－Ｐｒｅｐａｒｅメッセージ、Ｐｒｅｐａｒｅメッセージ、およびＣｏｍｍｉｔメッセージであり、
前記回復待ちノードは、２ｆ＋１個のノードから返信されたチェックポイント情報に基づき、ネットワーク全体の安定性チェックポイントの高さを算出し、前記回復待ちノードの安定性チェックポイントの高さがネットワーク全体の安定性チェックポイントの高さよりも小さい場合、ＰＢＦＴの高速同期アルゴリズムによってチェックポイントの回復を行い、回復が完成した後、Ｓ７に入り、最終的な回復を実行し、そうでない場合、直接Ｓ７に入り、最終的な回復を実行するステップＳ６と、
前記回復待ちノードは、ネットワーク全体のすべてのノードに対して安定性チェックポイント後のＰＱＣ情報を要求するステップＳ７と、
他の正常ノードは、ＰＱＣへの要求を受信すると、自身の安定性チェックポイント後のすべてのＰＱＣ情報を返信するステップＳ８と、
前記回復待ちノードは、受信したＰＱＣ返信情報に基づき、正常ノードの高さに回復するまで再実行し、これにより異常回復を完了するステップＳ９と、を含むことを特徴とする、ＰＢＦＴアルゴリズムに基づいて改善された単一ノードの異常能動的回復方法。 - 前記Ｓ２のビュー変更要求はさらに、本ノードの署名情報を含むことを特徴とする、請求項１に記載のＰＢＦＴアルゴリズムに基づいて改善された単一ノードの異常能動的回復方法。
- 前記Ｓ３および前記Ｓ５では、カウントルールとして、１つのノードが１票しかカウントできず、所定時間内に同一ノードから複数の返信情報を同時に受信した場合も１回しかカウントできないことを特徴とする、請求項１に記載のＰＢＦＴアルゴリズムに基づいて改善された単一ノードの異常能動的回復方法。
- 前記Ｓ４の回復要求はさらに、回復待ちノードの署名情報を含むことを特徴とする、請求項１に記載のＰＢＦＴアルゴリズムに基づいて改善された単一ノードの異常能動的回復方法。
- 前記Ｓ５の他の正常ノードの返信情報には、本ノードの署名情報も含まれることを特徴とする、請求項１に記載のＰＢＦＴアルゴリズムに基づいて改善された単一ノードの異常能動的回復方法。
- 前記Ｓ９では、前記回復待ちノードは、ＰＱＣ返信情報を受信した後、同じＰＱＣを繰り返し実行することで実行エラーにより回復待ちノードが再び異常状態になることを防ぐために、自身の高さ以上のＰＱＣ情報のみを再実行することを特徴とする、請求項１に記載のＰＢＦＴアルゴリズムに基づいて改善された単一ノードの異常能動的回復方法。
- 最大でｆ個のノードのビザンチンエラーを許容する、３ｆ＋１個のノードを含むピアツーピアネットワークに適用され、
異常ノードを特定し、前記異常ノードからネットワーク全体の他のノードにビュー変更要求を開始し、ここで、前記ビュー変更要求は、次のビューへの入りを要求するために使用され、前記ビュー変更要求は、本ノードのＩＤ、本ノードが推奨したビュー値、本ノードの安定性チェックポイントの高さ、および本ノードのＰＱＣ－Ｓｅｔ情報を含み、前記ＰＱＣ－Ｓｅｔ情報は、ＰＢＦＴアルゴリズムにおけるビュー変更回復のために定義されたＰ－Ｓｅｔ、Ｑ－Ｓｅｔ、Ｃ－Ｓｅｔにそれぞれ対応するステップと、
第１のプリセット時間内に前記他のノードからのビュー変更要求を待ってカウントし、前記第１のプリセット時間内に２ｆ＋１個のビュー変更要求を受信しなかった場合、前記異常ノードを回復待ちノードにするステップと、
前記回復待ちノードからネットワーク全体の他のノードに、前記回復待ちノードのＩＤを含む回復要求を送信するステップと、
第２のプリセット時間内に前記他のノードからの返信を待ってカウントし、ここで、前記他のノードは、前記回復待ちノードからの回復要求を受信した後、自身のビュー値および安定性チェックポイントの高さ、ＩＤ、ＰＱＣ－Ｓｅｔ情報を返信し、前記第２のプリセット時間内に同じビュー値を含む２ｆ＋１個の返信を受信した場合、状態回復を実行するステップと、を含み、
上述した状態回復を実行することは、
２ｆ＋１個のノードから返信された安定性チェックポイントの高さとＰＱＣ－Ｓｅｔ情報に基づき、ネットワーク全体の安定性チェックポイントの高さを取得し、前記回復待ちノードの安定性チェックポイントの高さが前記ネットワーク全体の安定性チェックポイントの高さよりも小さい場合、ＰＢＦＴの高速同期アルゴリズムによってチェックポイント回復を行い、回復が完了した後に最終的な回復を実行し、前記回復待ちノードの安定性チェックポイントの高さが前記ネットワーク全体の安定性チェックポイントの高さ以上である場合、最終的な回復を実行すること、を含み、
上述した最終的な回復を実行することは、
前記回復待ちノードは、ネットワーク全体の他のノートに対して安定性チェックポイント後のＰＱＣ情報を要求し、ここで、前記ＰＱＣ情報はＰｒｅ－Ｐｒｅｐａｒｅメッセージ、Ｐｒｅｐａｒｅメッセージ、およびＣｏｍｍｉｔメッセージであり、前記他のノードから返信された自身の安定性チェックポイント後のＰＱＣ返信情報に基づき、前記回復待ちノードが正常ノードに回復するまで再実行することを含む、ことを特徴とする、ＰＢＦＴアルゴリズムに基づいて改善された単一ノードの異常能動的回復方法。 - 上述した第１のプリセット時間内に前記他のノードからのビュー変更要求を待ってカウントするステップの後、さらに、
前記第１のプリセット時間内に同じビュー値を含む２ｆ＋１個のビュー変更要求を受信した場合、ＰＢＦＴアルゴリズムのビュー変更回復方法によって回復を完了するステップを含むことを特徴とする、請求項７に記載のＰＢＦＴアルゴリズムに基づいて改善された単一ノードの異常能動的回復方法。 - 上述した第２のプリセット時間内に前記他のノードからの返信を待ってカウントするステップの後、さらに、
前記第２のプリセット時間内に同じビュー値を含む２ｆ＋１個の返信を受信しなかった場合、上述した前記回復待ちノードからネットワーク全体の他のノートに回復要求を送信するステップに戻るステップを含むことを特徴とする、請求項７に記載のＰＢＦＴアルゴリズムに基づいて改善された単一ノードの異常能動的回復方法。 - 前記ビュー変更要求はさらに、本ノードの署名情報を含むことを特徴とする、請求項７に記載のＰＢＦＴアルゴリズムに基づいて改善された単一ノードの異常能動的回復方法。
- カウントする時、各ノードは１回だけカウントされることを特徴とする、請求項７に記載のＰＢＦＴアルゴリズムに基づいて改善された単一ノードの異常能動的回復方法。
- 前記回復要求はさらに、前記回復待ちノードの署名情報を含むことを特徴とする、請求項７に記載のＰＢＦＴアルゴリズムに基づいて改善された単一ノードの異常能動的回復方法。
- 前記他のノードから返信された自身の安定性チェックポイント後のＰＱＣ返信情報は、本ノードの署名情報を含むことを特徴とする、請求項７に記載のＰＢＦＴアルゴリズムに基づいて改善された単一ノードの異常能動的回復方法。
- 上述した前記他のノードから返信された自身の安定性チェックポイント後のＰＱＣ返信情報に基づいて再実行することは、
前記他のノードから返信された自身の安定性チェックポイント後のＰＱＣ返信情報に基づき、前記回復待ちノードの安定性チェックポイントの高さ以上のＰＱＣ情報を再実行するステップを含むことを特徴とする、請求項７に記載のＰＢＦＴアルゴリズムに基づいて改善された単一ノードの異常能動的回復方法。 - 異常ノードを特定し、前記異常ノードからネットワーク全体の他のノードにビュー変更要求を開始するための異常要求モジュールと、
ここで、前記ビュー変更要求は、次のビューへの入りを要求するために使用され、前記ビュー変更要求は、本ノードのＩＤ、本ノードが推奨したビュー値、本ノードの安定性チェックポイントの高さ、および本ノードのＰＱＣ－Ｓｅｔ情報を含み、前記ＰＱＣ－Ｓｅｔ情報は、ＰＢＦＴアルゴリズムにおけるビュー変更回復のために定義されたＰ－Ｓｅｔ、Ｑ－Ｓｅｔ、Ｃ－Ｓｅｔにそれぞれ対応し、
第１のプリセット時間内に前記他のノードからのビュー変更要求を待ってカウントし、前記第１のプリセット時間内に２ｆ＋１個のビュー変更要求を受信しなかった場合、前記異常ノードを回復待ちノードにするための第１のカウントモジュールと、
前記回復待ちノードからネットワーク全体の他のノードに、前記回復待ちノードのＩＤを含む回復要求を送信するための回復要求モジュールと、
第２のプリセット時間内に前記他のノードからの返信を待ってカウントし、ここで、前記他のノードは、前記回復待ちノードからの回復要求を受信した後、自身のビュー値および安定性チェックポイントの高さ、ＩＤ、ＰＱＣ－Ｓｅｔ情報を返信し、前記第２のプリセット時間内に同じビュー値を含む２ｆ＋１個の返信を受信した場合、状態回復に移行するための第２のカウントモジュールと、
２ｆ＋１個のノードから返信された安定性チェックポイントの高さおよびＰＱＣ－Ｓｅｔ情報に基づき、ネットワーク全体の安定性チェックポイントの高さを取得し、前記回復待ちノードの安定性チェックポイントの高さが前記ネットワーク全体の安定性チェックポイントの高さよりも小さい場合、ＰＢＦＴの高速同期アルゴリズムによってチェックポイント回復を行い、回復が完了した後に最終的な回復に移行し、前記回復待ちノードの安定性チェックポイントの高さが前記ネットワーク全体の安定性チェックポイントの高さ以上である場合、最終的な回復に移行することを含む、状態回復を実行するための第１の回復モジュールと、
前記回復待ちノードがネットワーク全体の他のノートに対して安定性チェックポイント後のＰＱＣ情報、すなわちＰｒｅ－Ｐｒｅｐａｒｅメッセージ、Ｐｒｅｐａｒｅメッセージ、およびＣｏｍｍｉｔメッセージを要求し、また、前記他のノードから返信された自身の安定性チェックポイント後のＰＱＣ返信情報に基づき、前記回復待ちノードが正常ノードに回復するまで再実行することを含む、最終的な回復を実行するための第２の回復モジュールと、を含むことを特徴とする、ＰＢＦＴアルゴリズムに基づいて改善された単一ノードの異常能動的回復システム。 - コンピュータプログラムが記憶されたメモリと、プロセッサとを含み、前記プロセッサが前記コンピュータプログラムを実行する時に、請求項１－１４のいずれか一項に記載の方法を実現することを特徴とする、コンピュータ設備。
- プロセッサによって実行されると、請求項１－１４のいずれか一項に記載の方法のステップを実現することを特徴とする、コンピュータプログラムが記憶された可読記憶媒体。
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