區(qū)塊鏈底層平臺FISCO BCOS的網(wǎng)絡(luò)壓縮功能是怎樣的

區(qū)塊鏈底層平臺FISCO BCOS的網(wǎng)絡(luò)壓縮功能是怎樣的，針對這個問題，這篇文章詳細介紹了相對應(yīng)的分析和解答，希望可以幫助更多想解決這個問題的小伙伴找到更簡單易行的方法。

FISCO BCOS是完全開源的聯(lián)盟區(qū)塊鏈底層技術(shù)平臺，由金融區(qū)塊鏈合作聯(lián)盟(深圳)(簡稱金鏈盟)成立開源工作組通力打造。開源工作組成員包括博彥科技、華為、深證通、神州數(shù)碼、四方精創(chuàng)、騰訊、微眾銀行、亦筆科技和越秀金科等金鏈盟成員機構(gòu)。

外網(wǎng)環(huán)境下，區(qū)塊鏈系統(tǒng)性能受限于網(wǎng)絡(luò)帶寬，為了盡量減少網(wǎng)絡(luò)帶寬對系統(tǒng)性能的影響，F(xiàn)ISCO BCOS從relase-2.0.0-rc2開始支持網(wǎng)絡(luò)壓縮功能，該功能主要在發(fā)送端進行網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包壓縮，在接收端將解包數(shù)據(jù)，并將解包后的數(shù)據(jù)傳遞給上層模塊。

下面講的就是FISCO BCOS的網(wǎng)絡(luò)壓縮功能，從FISCO BCOS的系統(tǒng)框架、核心實現(xiàn)、處理流程、測試結(jié)果等角度進行了解析。

Part 1、系統(tǒng)框架

網(wǎng)絡(luò)壓縮主要在P2P網(wǎng)絡(luò)層實現(xiàn)，系統(tǒng)框架如下：

網(wǎng)絡(luò)壓縮主要包括兩個過程：

• 發(fā)送端壓縮數(shù)據(jù)包：群組層通過P2P層發(fā)送數(shù)據(jù)時，若數(shù)據(jù)包大小超過1KB，則壓縮數(shù)據(jù)包后，將其發(fā)送到目標節(jié)點；

• 接收端解壓數(shù)據(jù)包：節(jié)點收到數(shù)據(jù)包后，首先判斷收到的數(shù)據(jù)包是否被壓縮，若數(shù)據(jù)包是壓縮后的數(shù)據(jù)包，則將其解壓后傳遞給指定群組，否則直接將數(shù)據(jù)傳遞給對應(yīng)群組。

Part 2、核心實現(xiàn)

綜合考慮性能、壓縮效率等，我們選取了Snappy來實現(xiàn)數(shù)據(jù)包壓縮和解壓功能。

數(shù)據(jù)壓縮標記位

FISCO BCOS的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)如下圖：

網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包主要包括包頭和數(shù)據(jù)兩部分，包頭占了16個字節(jié)，各個字段含義如下：

• Length: 數(shù)據(jù)包長度

• Version: 擴展位，用于擴展網(wǎng)絡(luò)模塊功能

• ProtocolID: 存儲了數(shù)據(jù)包目的群組ID和模塊ID，用于多群組數(shù)據(jù)包路由，目前最多支持32767個群組

• PaketType: 標記了數(shù)據(jù)包類型

• Seq: 數(shù)據(jù)包序列號

網(wǎng)絡(luò)壓縮模塊僅壓縮網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，不壓縮數(shù)據(jù)包頭。

考慮到壓縮、解壓小數(shù)據(jù)包無法節(jié)省數(shù)據(jù)空間，而且浪費性能，在數(shù)據(jù)壓縮過程中，不壓縮過小的數(shù)據(jù)包，僅壓縮數(shù)據(jù)包大于c_compressThreshold的數(shù)據(jù)包.c_compressThreshold默認是1024(1KB)。我們擴展了Version的最高位，作為數(shù)據(jù)包壓縮標志：

• Version最高位為0，表明數(shù)據(jù)包對應(yīng)的數(shù)據(jù)Data是未壓縮的數(shù)據(jù)；

• Version最高位為1，表明數(shù)據(jù)包對應(yīng)的數(shù)據(jù)Data是壓縮后的數(shù)據(jù)。

Part 3、處理流程

下面以群組1的一個節(jié)點向群組內(nèi)其他節(jié)點發(fā)送網(wǎng)絡(luò)消息包packetA為例（比如發(fā)送交易、區(qū)塊、共識消息包等），詳細說明網(wǎng)絡(luò)壓縮模塊的關(guān)鍵處理流程。

發(fā)送端處理流程：

• 群組1的群組模塊將packetA傳入到P2P層;

• P2P判斷packetA的數(shù)據(jù)包大于c_compressThreshold，則調(diào)用壓縮接口，對packetA進行壓縮，否則直接將packetA傳遞給編碼模塊；

• 編碼模塊給packetA加上包頭，附帶上數(shù)據(jù)壓縮信息，即：若packetA是壓縮后的數(shù)據(jù)包，將包頭Version的最高位置為1，否則置為0；

• P2P將編碼后的數(shù)據(jù)包傳送到目的節(jié)點。

接收端處理流程：

• 目標機器收到數(shù)據(jù)包后，解碼模塊分離出包頭，通過包頭Version字段的最高位是否為1，判斷網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)是否被壓縮；

• 若網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包被壓縮過，則調(diào)用解壓接口，對Data部分數(shù)據(jù)進行解壓，并根據(jù)數(shù)據(jù)包頭附帶的GID和PID，將解壓后的數(shù)據(jù)傳遞給指定群組的指定模塊；否則直接將數(shù)據(jù)包傳遞給上層模塊。

Part 4、配置與兼容

配置說明

• 開啟壓縮：2.0.0-rc2及其以上版本 支持網(wǎng)絡(luò)壓縮功能，配置 config.ini的[p2p].enable_compresss=true

• 關(guān)閉壓縮：config.ini的[p2p].enable_compresss=false

兼容性說明

• 數(shù)據(jù)兼容：不涉及存儲數(shù)據(jù)的變更；

• 網(wǎng)絡(luò)兼容rc1：向前兼容，目前僅release-2.0.0-rc2及其以上版本有網(wǎng)絡(luò)壓縮功能。

Part 5、測試結(jié)果

為測試網(wǎng)絡(luò)壓縮效果，分別在內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)環(huán)境下，以同樣的壓測程序和QPS壓測開啟網(wǎng)絡(luò)壓縮和沒開啟網(wǎng)絡(luò)壓縮的四節(jié)點區(qū)塊鏈，測試結(jié)果如下。

通過測試結(jié)果可看出：

• 內(nèi)網(wǎng)環(huán)境下：開啟壓縮對區(qū)塊鏈系統(tǒng)性能影響不大，運行串行solidity壓測合約時，網(wǎng)絡(luò)帶寬消耗降低為未開壓縮時的三分之二；運行并行precompile壓測合約，網(wǎng)絡(luò)帶寬消耗降低到未開壓縮時的三分之一；

• 外網(wǎng)環(huán)境下：開啟壓縮可提升區(qū)塊鏈系統(tǒng)性能

圖一：帶寬對比（關(guān)閉壓縮和開啟壓縮情況下，壓測并行solidity合約和串行Precompile合約）

通過圖一可看出，執(zhí)行串行solidity合約，開啟壓縮可節(jié)省三分之一帶寬；執(zhí)行并行Precompile合約可節(jié)省三分 之二帶寬。 

圖二：TPS對比(內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)環(huán)境下，關(guān)閉壓縮和開啟壓縮情況下TPS)

通過圖二可看出，內(nèi)網(wǎng)環(huán)境下，開啟壓縮對區(qū)塊鏈系統(tǒng)性能影響不大；外網(wǎng)環(huán)境下，因為在有限帶寬限制下，開啟 壓縮可處理更多交易，區(qū)塊鏈性能提升了約三分之一。

內(nèi)網(wǎng)環(huán)境測試結(jié)果

外網(wǎng)環(huán)境測試結(jié)果

關(guān)于區(qū)塊鏈底層平臺FISCO BCOS的網(wǎng)絡(luò)壓縮功能是怎樣的問題的解答就分享到這里了，希望以上內(nèi)容可以對大家有一定的幫助，如果你還有很多疑惑沒有解開，可以關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道了解更多相關(guān)知識。