自從出現(xiàn)比特幣以來,區(qū)塊鏈技術(shù)被人們廣泛關(guān)注,主流的區(qū)塊鏈平臺有以太坊Ethereum、Asch、Hyperledger Fabric等。Fabric區(qū)塊鏈以其開發(fā)性、技術(shù)先進(jìn)在眾多平臺中受到青睞。Fabric系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是集中調(diào)度機(jī)制,即:Order節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)為用戶之間產(chǎn)生的交易信息排序,并將其打包成區(qū)塊。一旦Order節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障,則會造成正在打包的消息序列和未及時發(fā)送出去的區(qū)塊丟失的問題,雖然Fabric區(qū)塊鏈系統(tǒng)會通過Peer節(jié)點(diǎn)未在規(guī)定的時限內(nèi)接收到區(qū)塊而重新發(fā)送交易信息來解決此問題,但這一過程中仍然存在不能及時發(fā)現(xiàn)Order節(jié)點(diǎn)故障以及客戶端重新發(fā)送交易信息,Order節(jié)點(diǎn)重新對交易執(zhí)行排序打包等問題。針對上述問題,本文提出Order節(jié)點(diǎn)的容錯機(jī)制,該容錯機(jī)制主要是增加了兩個容錯功能,一方面是及時發(fā)現(xiàn)Order節(jié)點(diǎn)的故障,另一方面是對Order節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行備份與恢復(fù)。本文給出了實現(xiàn)上述容錯機(jī)制的算法:其一是及時發(fā)現(xiàn)故障的安全檢測算法,其二是實現(xiàn)數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)的可靠性保障算法。二者相輔相成,當(dāng)安全檢測算法對主Order節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行狀態(tài)跟蹤時,可靠性保障算法也在同步執(zhí)行數(shù)據(jù)... 

【文章來源】：北方工業(yè)大學(xué)北京市

【文章頁數(shù)】：57 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

主Order業(yè)務(wù)處理時間由上表可以看出，在系統(tǒng)工作的時間內(nèi)，備用節(jié)點(diǎn)對主節(jié)點(diǎn)業(yè)

第三章算法設(shè)計與實驗分析20本文將算法中的T值設(shè)置為3s，OrderExecTime(主Order節(jié)點(diǎn)處理業(yè)務(wù)時間)只要大于3s，則就認(rèn)為主Order節(jié)點(diǎn)處理負(fù)載過高，發(fā)生故障。于是在實驗過程中，對備用Order節(jié)點(diǎn)檢測到的OrderExecTime的時間進(jìn)行了統(tǒng)計：圖3-3主Order業(yè)務(wù)處理時間由上表可以看出，在系統(tǒng)工作的時間內(nèi)，備用Order節(jié)點(diǎn)對主Order節(jié)點(diǎn)業(yè)務(wù)處理時間進(jìn)行了檢測，且處理時間處于正常負(fù)載的范圍內(nèi)。對22組實驗中每組交易數(shù)據(jù)在主Order端所產(chǎn)生的消息序列與區(qū)塊數(shù)據(jù)量做了如下統(tǒng)計：圖3-4交易數(shù)據(jù)產(chǎn)生的序列和區(qū)塊數(shù)量在每組實驗中本文還在模擬了病毒的惡意攻擊，對于主Order節(jié)點(diǎn)正常情況下與被惡意攻擊情況下的CPU使用率、網(wǎng)絡(luò)速度、是否存在/usr/src/.poop目錄、是否存在/sbin/asp文件和本地端口27374是否被打開做了統(tǒng)計：

第三章算法設(shè)計與實驗分析22圖3-5備用Order檢測到故障的反應(yīng)時間在檢測出故障之后，通知系統(tǒng)，并得到系統(tǒng)的允許，此過程的時間消耗如下：圖3-6系統(tǒng)響應(yīng)時間整個安全檢測算法都是備用Order節(jié)點(diǎn)針對主Order節(jié)點(diǎn)病毒攻擊的檢測，但在實際環(huán)境中，備用Order節(jié)點(diǎn)也會遭到病毒攻擊，而備用Order節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行狀態(tài)則是系統(tǒng)對其進(jìn)行探測，備用Order節(jié)點(diǎn)未在規(guī)定時間內(nèi)對系統(tǒng)做出回應(yīng)，則系統(tǒng)會通過共識算法重新選舉新的備用Order節(jié)點(diǎn)來替換其工作。3.5數(shù)據(jù)同步備份算法與實驗設(shè)計了數(shù)據(jù)同步備份算法，實現(xiàn)備用Order節(jié)點(diǎn)實時備份主Order節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，具體執(zhí)行過程見下圖：

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]優(yōu)化可擴(kuò)展的拜占庭容錯共識算法[J]. 韓嗣誠,朱曉榮,張秀賢.  物聯(lián)網(wǎng)學(xué)報. 2020(02)
[2]一種區(qū)塊鏈實用拜占庭容錯算法的改進(jìn)[J]. 韓鎮(zhèn)陽,宮寧生,任珈民.  計算機(jī)應(yīng)用與軟件. 2020(02)
[3]可應(yīng)用于聯(lián)盟鏈的拜占庭容錯共識算法[J]. 王日宏,張立鋒,徐泉清,周航.  計算機(jī)應(yīng)用研究. 2020(11)
[4]基于LevelDB的二維數(shù)據(jù)二級索引實現(xiàn)[J]. 劉子豪,胡卉芪,徐瑞,周烜.  華東師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2019(05)
[5]區(qū)塊鏈系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲與查詢技術(shù)綜述[J]. 王千閣,何蒲,聶鐵錚,申德榮,于戈.  計算機(jī)科學(xué). 2018(12)
[6]區(qū)塊鏈的安全檢測模型[J]. 葉聰聰,李國強(qiáng),蔡鴻明,顧永跟.  軟件學(xué)報. 2018(05)
[7]分布式內(nèi)存數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的容錯管理[J]. 趙鎮(zhèn)輝,黃承晟,周敏奇,周傲英.  華東師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2016(05)
[8]基于心跳超時機(jī)制的Hadoop實時容錯技術(shù)[J]. 關(guān)國棟,滕飛,楊燕.  計算機(jī)應(yīng)用. 2015(10)
[9]NoSQL系統(tǒng)的容錯機(jī)制:原理與系統(tǒng)示例[J]. 孔超,錢衛(wèi)寧,周傲英.  華東師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2014(05)
[10]一種副本復(fù)制和糾錯碼融合的云存儲文件系統(tǒng)容錯機(jī)制[J]. 楊東日,王穎,劉鵬.  清華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2014(01)

博士論文
[1]基于軟件體系結(jié)構(gòu)的容錯機(jī)制動態(tài)配置技術(shù)研究[D]. 李軍國.北京大學(xué) 2009

碩士論文
[1]基于Hyperledger Fabric的區(qū)塊鏈應(yīng)用系統(tǒng)云服務(wù)化[D]. 史文斌.浙江大學(xué) 2018
[2]Rootkit檢測與反檢測技術(shù)的研究與實現(xiàn)[D]. 馬松松.西安理工大學(xué) 2017
[3]大數(shù)據(jù)流式處理系統(tǒng)負(fù)載均衡與容錯機(jī)制的研究[D]. 段澤源.華北電力大學(xué) 2017
[4]分布式圖計算系統(tǒng)的容錯機(jī)制研究[D]. 王彭.上海交通大學(xué) 2015
[5]分布式文件系統(tǒng)容錯機(jī)制的研究與實現(xiàn)[D]. 許敏.電子科技大學(xué) 2012



本文編號：3300969