P2P网络

P2P网络

设计目标

FISCO BCOS P2P模块提供高效、通用和安全的网络通信基础功能，支持区块链消息的单播、组播和广播，支持区块链节点状态同步，支持多种协议。

P2P主要功能

区块链节点标识

通过区块链节点标识唯一标识一个区块链节点，在区块链网络上通过区块链节点标识对区块链节点进行寻址

管理网络连接

维持区块链网络上区块链节点间的TCP长连接，自动断开异常连接，自动发起重连

消息收发

在区块链网络的区块链节点间，进行消息的单播、组播或广播

状态同步

在区块链节点间同步状态

区块链节点标识

区块链节点标识由ECC算法的公钥生成，每个区块链节点必须有唯一的ECC密钥对，区块链节点标识在区块链网络中唯一标识一个区块链节点

通常情况下，一个节点要加入区块链网络，至少要准备三个文件：

node.key 节点密钥，ECC格式
node.crt 节点证书，由CA颁发
ca.crt CA证书，CA机构提供

区块链节点除了有唯一区块链节点标识，还能关注Topic，供寻址使用

区块链节点寻址：

区块链节点标识寻址

通过区块链节点标识，在区块链网络中定位唯一的区块链节点

Topic寻址

通过Topic，在区块链网络中定位一组关注该Topic的节点

管理网络连接

区块链节点间，会自动发起和维持TCP长连接，在系统故障、网络异常时，主动发起重连

区块链节点间建立连接时，会使用CA证书进行认证

连接建立流程

sequenceDiagram participant 区块链节点A participant 区块链节点B 区块链节点A->>区块链节点A: 加载密钥和证书区块链节点B->>区块链节点B: 加载密钥和证书区块链节点A->>区块链节点B: 发起连接区块链节点B->>区块链节点A: 连接成功区块链节点B->区块链节点A: 发起SSL握手区块链节点A->>区块链节点A: 从证书获取公钥，作为节点ID 区块链节点B->>区块链节点B: 从证书获取公钥，作为节点ID 区块链节点B->区块链节点A: 握手成功，建立SSL连接

消息收发

区块链节点间消息支持单播、组播和广播

单播，单个区块链节点向单个区块链节点发送消息，通过区块链节点标识寻址
组播，单个区块链节点向一组区块链节点发送消息，通过Topic寻址
广播，单个区块链节点向所有区块链节点发送消息

单播流程

sequenceDiagram participant 区块链节点A participant 区块链节点B 区块链节点A->>区块链节点A: 根据节点ID，筛选在线节点区块链节点A->>区块链节点B: 发送消息区块链节点B->>区块链节点A: 消息回包

组播流程

sequenceDiagram participant 区块链节点A participant 区块链节点B participant 区块链节点C participant 区块链节点D 区块链节点A->>区块链节点A: 根据Topic 1，选择节点B、C 区块链节点A->>区块链节点B: 发送消息区块链节点A->>区块链节点C: 发送消息区块链节点B->>区块链节点B: 根据Topic 2，选择节点C、D 区块链节点B->>区块链节点C: 发送消息区块链节点B->>区块链节点D: 发送消息区块链节点C->>区块链节点C: 根据Topic 3，选择节点D 区块链节点C->>区块链节点D: 发送消息

广播流程

sequenceDiagram participant 区块链节点A participant 区块链节点B participant 区块链节点C participant 区块链节点D 区块链节点A->>区块链节点A: 遍历所有节点ID 区块链节点A->>区块链节点B: 发送消息区块链节点A->>区块链节点C: 发送消息区块链节点A->>区块链节点D: 发送消息区块链节点B->>区块链节点B: 遍历所有节点ID 区块链节点B->>区块链节点C: 发送消息区块链节点B->>区块链节点D: 发送消息区块链节点C->>区块链节点C: 遍历所有节点ID 区块链节点C->>区块链节点D: 发送消息

状态同步

每个节点会维护自身的状态，并将状态的Seq在全网定时广播，与其它节点同步

sequenceDiagram participant 区块链节点A participant 区块链节点B 区块链节点A->区块链节点B: 广播seq 区块链节点A->>区块链节点A: 判断节点B的seq是否变化区块链节点A->>区块链节点B: seq变化，发起状态查询请求区块链节点B->>区块链节点A: 返回节点状态区块链节点A->>区块链节点A: 更新节点B的状态和seq