蜗牛讲-Fabric入门之基于Gossip的数据传播概述

Fabric经过组件化来分离各个实体，如节点和orderers，orderer提供了ordering服务，节点维持了帐本和世界状态(world state)，同时链码的执行是独立于ordering服务，这种设计的主要目的是为了显著提升可扩展性。可是这种设计就须要一种通讯方式来保证各个节点间的消息传播是可信，可扩展的而且是支持拜赞庭容错。用任何中心化通讯方式都不能解决可信分布式问题，因此在区块链中使用基于点对点的数据传播基础架构，这种架构更适合于区块链的动态化和分布式特性。

 

数据传播基础架构约定了在区块链网络中数据只能在它相关的管道里进行传输，不在这个管道的成员节点接收不到这个管道的数据，这种约定或是限制让Fabric能够支持多管道的传输方式，同时能保证整个系统即便在少许节点的状况下也能够运行良好。可是ordering服务和节点分离机制一样也带来了在拜赞庭环境下更为复杂的数据传播和验证问题。因此引入了Gossip，在Fabric中gossip的主要目的是：

•     使得在一个管道内的全部节点都有相同的帐本，同时避免全部的节点都链接到ordering服务上，缓解ordering服务的压力

•     当有新的节点加入，同步帐本的操做能够独立于ordering服务

 

在Fabric里，全部通过共识以后的有序交易序列须要通知给全部的节点，让这些节点更新节点状态和帐本信息。这种状况下，就要去ordering服务和节点之间有链接，而且能够传播已排序的交易信息。固然不是全部的节点都会链接到ordering服务上，链接到ordering服务的节点是选举出来的，被选举出来的节点经过标准的Deliver协议和ordering服务链接。这些节点负责分发接收到的交易数据到其余各个节点上。每一个联盟或是组织都会选择一个Leader节点，由Leader节点链接ordering服务，并传播接收到的交易信息。

 

上述的数据传播方案要在状态转换，同步机制上起到关键做用。首先，对于因为某些状况下没有收到完整的交易的节点，基于gossip的状态同步机制要能保证这些节点在条件容许的状况下能够同步节点缺失的交易数据。其次，为了支持当系统运行一段时间后有新的节点加入状况，系统要提供一个基于反熵的状态同步，经过它能够在节点之间传输大数据量。

 

多管道的支持

 

管道的建立是用来定义信息分享的范围，并与帐本相关连。每一个交易都关联到某个管道，这个管道明确的定义了哪些节点是能够接收同步这个交易的。当管道被建立后，客户端SDK能够指示属于组织内的哪些节点加入到新建立的管道内。这些刚加入的节点经过gossip在全组织内广播。

 

为了使得gossip在多管道内能够正常工做，须要管道内的全部节点维护这个管道内的成员关系，通俗的说，就是管道内的每一个节点都须要知道管道内的其余全部节点。对于新加入的节点，ordering服务须要确保该节点确实属于这个组织。做为Leader节点，则有义务和责任把从ordering接受来的消息分发给其余节点。Gossip组件是在管道中的成员关系建立好后才工做，这样保证了经过gossip网络传播的每一笔交易都在特定的成员关系群中传播，而不会传播到其余管道去。为了实现上述功能，当一个节点加入到一个管道后，客户端SDK会为这个节点提供该管道的最新配置来识别有哪些节点也加入了这个管道。若是是一个新的管道，配置信息为创世纪块。

 

当一个组织从一个管道上移除，客户端sdk会发送配置交易的背书申请，当背书签名后，交易将发送给ordering服务。每一个gossip组件都会把消息发给那些没有被移除的节点。一开始，节点本身是不知道是否被移除的，在一段时间内没有接收到从其余节点发来的alive消息，才会知道原来本身已经被移除了这个组织。

 

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