超級賬本Fabric怎么利用Gossip實現區塊的廣播

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Hyperledger Fabric是一個分布式區塊鏈網絡，每個節點都存有共享賬本的一個副本，該副本保存了所有交易的確定性歷史記錄。當新的交易發生時，這些交易必須擴散到整個Hyperledger Fabric網絡中，以便使賬本的所有副本保持一致。本文將介紹Gossip協議機制的原理并說明Hyperledger Fabric如何使用Gossip機制來保證所有peer節點的數據同步。

從大的層面講，在Hyperledger Fabric中整個交易處理流程如下：

• 新交易被提交給排序節點

• 排序節點創建新的區塊，其中包含了新產生的交易

• 排序節點分發區塊給所有的對等節點

最后一步，分發，就是gossip協議發揮作用的環節。即使在一個僅包含少量成員機構的Hyperledger Fabric網絡中，也可能會包含大量的對等節點。例如，一個重度使用IoT設備的Hyperledger Fabric網絡可能就需要很多Peer節點來將這些IoT設備接入區塊鏈網絡。更進一步講，大范圍網絡中的peer節點連接可能是間歇性的，有些peer節點不是總會被排序節點訪問到。另外也沒必要要求排序節點將新區塊 分發給每個peer節點，而且這一要求在有些情況下也是不可能滿足的。

Gossip：閑聊; 八卦; 小道消息;

實際上在Hyperledger Fabric的排序節點分發區塊時，它只會把新區塊分發給每個機構中的主導peer節點，然后經過gossip過程，這些peer節點自己完成新區塊在彼此之間的擴散：

• 某個peer節點有一個需要散播給其他peer節點的消息。例如，主導的peer節點 有一個新的區塊。

• 該peer節點將消息發送給（隨機選擇的）預定數量的其他peer節點

• 收到消息的peer節點再將消息發送給（隨機選擇的）預定數量的其他peer節點

• 如此不斷反復，直到每個peer節點都收到消息。

上面的過程被稱為廣播，這一過程被應用于Fabric的gossip系統來向全體peer成員分發各種類型的消息。

1、網絡成員gossip流程

Gossip協議的一個核心組件，就是每個peer都會轉發消息給網絡中一組隨機選擇的節點。這隱含了每個peer節點都了解網絡中有哪些peer節點因此才可以進行隨機選擇。

在Fabric中，每個peer節點都會周期性的廣播消息來表示自身的存活并且已經接入網絡。每個peer節點都會維護一個清單來記錄網絡上的所有peer節點 - 哪些peer是存活的，哪些peer是死翹翹的。

• 當Peer A收到來自Peer B的alive消息，它就會將Peer B標注為alive。對于Peer A來說，Peer B就是網絡中的一個成員

• 如果過了一段時間，Peer SA不在收到來自Peer B的alive消息，它就會 將Peer B標注為dead。對于Peer A來說，Peer B就不再是網絡中的一員了。

假設Peer B并沒有真的死翹翹，Peer A 會周期性地嘗試連接標記為dead的Peer節點以檢查其是否還存活。例如，有可能是因為網絡問題或其他Peer節點的故障導致了Peer B的alive消息無法到達Peer A，因此當Peer A直接聯系Peer B時，它就可以確定Peer B的真實狀態。

上面描述的過程僅當在peer節點有一組可供發送alive消息的peer節點清單時才可以正常工作。因此每個peer節點在啟動引導時都有一個啟動引導節點集來提供初始的peer節點清單。

每個peer節點會簽名其發送的alive消息，這意味著一個壞家伙不能偽造消息來愚弄其他網絡成員。這個壞家伙能做的也就是不轉發alive消息。只要其他peer節點繼續轉發alive消息，這就不是什么大問題。

2、數據擴散gossip流程

正如前面所描述的，在Hyperledger Fabric網絡中數據擴散的基本原理很簡單。每個peer節點只需將新的數據轉發給一組隨機選擇的peer節點，最終就可以完成新數據在整個網絡中的擴散。這一過程被稱為廣播，以一種基于推送的信息傳遞方案。

然而，如果一個peer節點從網絡斷開并在稍后重連，它可能就會錯過廣播過程。為了跟上網絡中其他成員的數據進度，這個節點需要一種基于拉取的機制來請求 其缺失的數據。在Hyperledger Fabric中，peer節點間會周期性地交換網絡成員數據和賬本數據，這是的peer節點可以保持更新狀態，即使其錯過某個廣播過程。

3、Hyperledger Fabric中的Gossip應用

Hyperledger Fabric在peer節點之間使用Gossip作為一種可伸縮的容錯機制來保證所有peer節點上的賬本副本保持同步。使用gossip有效降低了排序節點的壓力，因為排序節點只需要將區塊分發給每個機構中的主導節點，同時這也讓peer節點即使在斷線重連的情況下也能跟得上整個網絡的狀態更新。

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