CN108737175B - 一种节点管理方法及其实现*** - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种节点管理方法及实现***。共识节点侦听当前区块高度，建立连接，形成连接网络，连接网络中共识节点相互握手。超过预定时间没有收到响应数据包，判断此节点响应超时，记录握手时间形成记录队列。超时的次数超过预定次数，判断此节点连接阻塞，向此共识节点发送异常请求数据包。收到异常请求数据包的共识节点统计握手时间，当连接阻塞的共识节点小于预定阻塞数量，向发出异常请求的节点发送通畅数据包，当连接阻塞的共识节点的超过预定阻塞数量的，将自身退出共识网络。确保区块链网络在节点数量过多、部分网络节点网络不好时候、以及低算力节点拖累整个网络出块缓慢使也能正常工作。

Description

一种节点管理方法及其实现***

技术领域

本发明涉及区块链(Blockchain)技术领域，尤其涉及一种节点管理方法及其实现***。

背景技术

区块链一般可理解成分布式账本，从实质上说就是一个可以在多个站点、不同地理位置或者多个机构组成的网络里进行分享的资产数据库。在一个网络里的参与者可以获得一个唯一、真实账本的副本。区块链也可理解成是一种去中心化的分布式的状态机。状态机是记录状态的一个机器，通过一些分布式一致性的算法，我们可以保证在没有一个中心的情况下，大家点对点的来对状态进行切换，并且能够统一的一致性地切换到一个新的状态里面去，这些切换的依据就是发生了一些大家都认可的事务。

区块链中的共识网络往往采用面向连接的方式，也有少数采用无连接的方式。在大多数区块链网络中，共识网络需要各个节点建立连接，形成共识通道，利用共识数据包广播来达成共识，尤其在BFT等算法中，一个节点将事务打包成备选区块，并通过共识数据包广播到共识网络，所有共识节点都需要转发此数据包，形成巨大的网络开销。

区块链网络通过各节点对事务打包出块，即将多个事务打包成备选区块并经过分布式一致共识加入到区块链中，再将区块中的事务执行，即落账。区块链网络包括大量共识节点,并根据需求可设置记账节点，共识候选节点，轻节点等。区块链网络中的记录、分布式一致共识和将区块中的事务执行都需要算力，单个节点的算力基于硬件性能，包含网络吞吐量、储存吞吐量、运算能力、数据算法。各节点组成区块链网络，体现出全网的算力，体现在业务吞吐量(TPS，TransactionsPerSecond，事务数/秒)、出块速度上。

影响区块链网络性能的因素主要有两点：

1.当共识节点足够多，超过需要的数量，共识的过程占用大量的网络资源，进而引起网络抖动，又称包抖动(Packet delay variation)，即区块链网络的不稳定、降低效率甚至无法达成共识而出块。

2.共识完成后的落账过程，由于事务的多样性，大量的事务以及智能合约的运算，占用大量的计算资源，可能存在节点性能瓶颈，无法出块，拖慢整个网络。

目前区块链节点无法通过自身状况描述网络状况，在节点过多形成广播风暴或者一些节点出现网络抖动，影响整个区块链网络的运行时，没有对应的自动解决方案。区块链网络难以判断哪些节点是问题节点，哪些节点是正常节点，网络异常的共识节点即便察觉到自己的性能低、网络状况不好，也不愿意退出网络，造成区块链网络持续的无法正常工作。

因此，有必要开发一种新型节点管理方法以解决上述技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：在共识节点数量过多或一些共识节点网络状态、性能不好时候，出现网络抖动，导致区块链网络无法正常工作。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种节点管理方法，包括如下步骤。

节点连接步骤：共识网络中的共识节点侦听当前区块高度，至少三个所述共识节点建立连接，形成连接网络，所述连接网络中的每个共识节点和除自身以外的共识节点握手，所述握手为发送侦测数据包给建立连接的节点，收到所述侦测数据包的节点向发送侦测数据包的节点发送响应数据包；

超时判断步骤：设定预定时间，当一个共识节点超过所述预定时间没有收到另一个共识节点的响应数据包，判断此节点响应超时，共识节点记录每次握手的握手时间，形成记录队列，所述握手时间为发送侦测数据包和收到响应数据包的间隔时间；

节点筛选步骤：设定预定次数和预定阻塞数量，发送侦测数据包的节点记录连接网络中除自身以外共识节点响应超时的次数，当一个节点响应超时的次数超过预定次数，判断此节点连接阻塞，向此共识节点发送异常请求数据包，在同一个区块高度，握手次数不超过预定次数；

决策步骤：收到异常请求数据包的共识节点统计和除自身以外的节点握手的握手时间以确定连接阻塞的共识节点数量，当连接阻塞的共识节点小于预定阻塞数量，向发出异常请求的节点发送通畅数据包，当连接阻塞的共识节点的超过预定阻塞数量的，将自身退出共识网络。

本发明的有益效果在于，通过按照规则智能判断出共识节点哪个出问题，判断出自身出问题的网络暂时退出节点，确保区块链网络在节点数量过多、部分网络节点网络不好时候、以及低算力节点拖累整个网络出块缓慢使也能正常工作，同时限定探测网络情况的侦测数据包数量，防止监测机制本身广播过多影响网络。

优选的，所述节点连接步骤中，建立网络监测通道，所述侦测数据包、所述响应数据包、所述异常请求数据包和所述通畅数据包通过所述网络监测通道发送。其有益效果在于：额外设置网络监测通道，适用不同种类的共识网络。

优选的，所述节点连接步骤和所述节点筛选步骤中，采用遍历所有共识节点的共识算法，所述侦测数据包、所述响应数据包、所述异常请求数据包和所述通畅数据包通过共识广播通道发送。其有益效果在于：BFT类似的共识协议的共识网络中，需要建立共识通道，在共识过程本身所有节点都要转发共识数据包，利用本来的通道，节省网络开销。

优选的，所述节点连接步骤和所述节点筛选步骤中，所述侦测数据包和所述响应数据包为共识数据包的一部分。

优选的，所述超时判断步骤中，共识节点记录与每一个节点每次握手的握手时间，并将记录按握手时间由高到低排序形成记录队列，一直未收到响应数据包的记录排在记录队列最前部。

优选的，所述超时判断步骤中，共识节点记录与每一个节点每次握手的握手时间，并将与每一个节点的记录分别按握手时间分别由高到低排序形成记录队列。

优选的，所述超时判断步骤和节点筛选步骤中，设定预定节点数量，共识节点检查所述队列中记录的响应超时的共识节点，向记录队列中响应超时的次数超过预定次数的共识节点依次发送异常请求数据包，发送的异常请求数据包数量不超过预定节点数量。其有益效果在于：防止大量节点退出造成区块链网络无法工作。

优选的，共识节点发送异常请求数据包的同时，向连接网络中广播所述记录队列，收到所述记录队列的共识节点，将所述记录队列与自身记录队列对比判断连接阻塞的共识节点。其有益效果在于：自身节点和其他节点的链接情况对比，更容易判断哪些节点出故障。

优选的，设定预定出块时间，共识网络中的共识节点同时侦听出块速度，当出块用时超过预定出块时间时，向记录队列中响应超时的次数超过预定次数的共识节点依次发送异常请求数据包。其有益效果在于：低算力节点拖累整体网络无法出块，仍然会触发退出机制以平稳网络。

优选的，所述决策步骤中，共识节点收到至少两个异常请求数据包后，根据所述记录队列统计和除自身以外的节点握手的握手时间以确定连接阻塞的共识节点数量，当连接阻塞的共识节点小于预定阻塞数量，向发出异常请求的节点发送通畅数据包，当连接阻塞的共识节点的超过预定阻塞数量的，将自身退出共识网络。其有益效果在于：两个以上节点告知自己网络超时才进行连接判断，减少连接判断的开销。

优选的，所述决策步骤中还包括自查步骤：设定预定自查时间，共识节点向除自身以外节共识点发送异常请求数据包超过所述预定自查时间没有收到通畅数据包，统计和除自身以外的节点握手的握手时间以确定连接阻塞的共识节点数量，当连接阻塞的共识节点的超过预定阻塞数量的，将自身退出共识网络。其有益效果在于：共识节点和其他节点连接不畅，可能是对方问题，也可能是自身问题，如果和多个节点连接阻塞，很可能是自身问题，提供自检以更好的维持网络。

优选的，所述自查步骤中，共识节点发送的至少两个异常请求数据包超过所述预定自查时间没有收到通畅数据包，并统计和除自身以外的节点握手的握手时间以确定连接阻塞的共识节点数量，当连接阻塞的共识节点的超过预定阻塞数量的，将自身退出共识网络。其有益效果在于：发送两个以上异常请求才进行连接判断，减少连接判断的开销。

优选的，设定不能出块数量，共识网络中的共识节点同时侦听出块速度并记录，当出块用时超过预定出块时间的次数超过不能出块数量，通知节点管理人并广播异常警报。

优选的，所述决策步骤后还包括节点自控步骤，共识网络中的共识节点同时侦听共识网络中的共识节点总数，当剩余共识节点总数小于共识容错总数，通知节点管理人并广播异常警报。

优选的，区块链网络中的节点委托权益获得权益值成为共识网络中的共识节点，共识节点通过进行共识和权益值获得收益。

优选的，所述决策步骤中，将自身退出共识网络的共识节点将自身的权益随机委托到所述连接网络中除自身以外的共识节点，成为委托节点，接受委托的共识节点拥有叠加的权益值，所述叠加的权益值为自身的权益值和接受委托权益值的叠加，接受委托的共识节点通过进行共识和叠加的权益值获得收益。

优选的，所述共识节点每进行一轮共识，根据所述权益值用收益函数计算收益，所述收益函数为纺锤形函数。

优选的，接受委托的节点向委托节点发送侦测数据包，收到所述侦测数据包的委托节点向接受委托的节点发送响应数据包，当接受委托的节点超过所述预定时间没有收到委托节点的响应数据包时，将委托节点委托的权益随机委托到所述连接网络中除自身以外的共识节点，当接受委托的节点在所述预定时间收到委托节点的响应数据包时，将委托节点委托的权益和收益返还给委托节点,所述委托节点和所述接受委托的节点的收益按各自权益值等比例分配。其有益效果在于：通过收益分配鼓励问题节点退出。

优选的，设定扣除系数，将所述委托节点的收益乘以扣除系数得到扣除收益，从委托节点的收益中拿出扣除收益，将所述扣除收益分配给所述连接网络中的节点。其有益效果在于：退出的节点毕竟没有参加共识，减少其收益系数以平衡网络。

优选的，设定等待时间，退出网络的共识节点在等待时间后，发送侦测数据包给连接网络中的共识节点，收到所述侦测数据包的共识节点向所述侦测数据包来源的共识节点发送响应数据包，当在所述预定时间收到连接网络中的共识节点的响应数据包，向连接网络发送加入申请。其有益效果在于：等待网络恢复后，回归共识网络。

优选的，连接网络中的每个共识节点与退出网络的共识节点握手，当握手时间小于所述预定时间，同意其加入连接网络，当连接网络中的共识节点超过1/2同意时，所述退出网络的节点加入连接网络。

本发明还提供了一种节点管理方法的实现***，包括侦听单元、连接单元、队列单元、决策单元、参数设置单元；

所述侦听单元用于侦听区块链网络中的区块高度信息，并发送给连接单元；

所述连接单元用于接收所述侦听单元的区块高度信息，和除自身以外的共识节点建立连接形成连接网络，定期握手并记录握手时间形成记录队列，保存到队列单元，当一个共识节点超过预定时间没有收到另一个共识节点的响应数据包，判断此节点响应超时，当一个节点响应超时的次数超过预定次数，判断此节点连接阻塞，向此共识节点发送异常请求数据包；接收连接阻塞的节点的响应数据包并发送给所述决策单元，接收除自身以外的共识节点发送的异常请求数据包，接收所述决策单元的通畅指令并向发出异常请求的节点发送通畅数据包；

所述队列单元用于存储记录队列；

所述决策单元用于读取所述队列单元中的记录队列，并根据记录队列作出决策，收到异常请求数据包，统计和除自身以外的节点握手的握手时间以确定连接阻塞的共识节点数量，当连接阻塞的共识节点小于预定阻塞数量，向所述连接单元发送通畅指令，当连接阻塞的共识节点的超过预定阻塞数量的，将自身退出共识网络；

所述参数设置单元用于设置所述预定时间、预定阻塞数量和预定次数。

优选的，还包括节点准入单元、工作量统计单元、收益分配单元；

所述参数设置单元用于设定等待时间；

自身节点进入连接网络后，所述节点准入单元接受连接网络外的节点的加入申请并握手，当握手时间小于所述预定时间，向连接单元发送同意指令，所述连接单元接收所述同意指令，并向连接网络中广播，所述连接单元接收除自身以外的共识节点的同意指令，并发送给节点准入单元，所述节点准入单元统计同意指令的数量，当连接网络中的共识节点超过1/2同意时，接受入网申请，接受加入连接网络的共识节点权益委托，将节点加入共识网络，并分配权益值，所述节点准入单元发送接受指令，所述连接单元接收接受指令并向区块链网络中广播；

自身节点退出共识网络后，所述节点准入单元在所述等待时间后，向所述连接单元发送加入申请指令；

所述连接单元接收所述加入申请指令，发送侦测数据包给连接网络中的共识节点，当在所述预定时间收到连接网络中的共识节点的响应数据包，向连接网络发送加入申请；所述连接单元在接收到所述接受指令后，发送给所述节点准入单元，所述节点准入单元接收自身节点的权益委托，并分配权益值；

所述工作量统计单元，统计自身共识节点的工作量，发送给所述连接单元，所述连接单元广播所述工作量；所述连接单元接收除自身以外共识节点广播的工作量并发送给所述工作量统计单元，所述工作量统计单元统计全部共识节点的工作量；

所述收益分配单元根据所述工作量和所述权益值计算全部共识节点的收益并分配。

优选的，所述节点准入单元进一步包括投票单元、自身权益委托单元、他人权益委托单元；

所述投票单元接收连接网络外的节点的加入申请并握手，当握手时间小于所述预定时间，发送同意指令，收除自身以外的共识节点的同意指令，当连接网络中的共识节点超过1/2同意时，接受入网申请，并发送接受指令；

所述自身权益委托单元接受自身节点权益委托，并分配权益值，在自身节点退出共识网络后，将自身权益随机将自身的权益随机委托到所述连接网络中除自身以外的共识节点；

所述他人权益委托单元，在接受到退出网络的节点的权益委托时，接受退出网络的节点权益委托，并分配权益值，向委托节点发送侦测数据包，当超过所述预定时间没有收到委托节点的响应数据包时，将委托节点委托的权益随机委托到所述连接网络中除自身以外的共识节点，在所述预定时间收到委托节点的响应数据包时，将委托节点委托的权益和收益返还给委托节点,所述委托节点和自身节点的收益按各自权益值等比例分配。

优选的，所述侦听单元进一步包括高度侦听模块、速度侦听模块、总数侦听模块；

所述高度侦听模块侦听区块链网络中当前区块高度；

所述速度侦听模块侦听出块速度，当出块用时超过预定出块时间时，向记录队列中响应超时的次数超过预定次数的共识节点依次发送异常请求数据包；

所述总数侦听模块侦听共识网络中的共识节点总数，当剩余共识节点总数小于共识容错总数，通知节点管理人并广播异常警报。

优选的，所述决策单元进一步包括判断模块、自查模块；

所述判断模块接收异常请求数据包，统计和除自身以外的节点握手的握手时间以确定连接阻塞的共识节点数量，当连接阻塞的共识节点小于预定阻塞数量，向发出异常请求的节点发送通畅数据包，当连接阻塞的共识节点的超过预定阻塞数量的，将自身退出共识网络；

所述自查模块发送异常请求数据包超过所述预定自查时间没有收到通畅数据包，统计和除自身以外的节点握手的握手时间以确定连接阻塞的共识节点数量，当连接阻塞的共识节点的超过预定阻塞数量的，将自身退出共识网络。

本发明提供的节点管理方法及其实现***在各步骤、各单元提供了有层次的解决方案，用以确保区块链网络在节点数量过多、部分网络节点网络不好时候、以及低算力节点拖累整个网络出块缓慢使也能正常工作。

附图说明

图1为本发明一个实施例的节点管理方法的流程示意图。

图2为本发明节点管理方法的实现***的框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种节点管理方法的一个实施例，其包括如下步骤。

节点连接步骤S1：共识网络中的共识节点侦听当前区块高度，至少三个所述共识节点建立连接，形成连接网络，所述连接网络中的每个共识节点和除自身以外的共识节点握手，所述握手为发送侦测数据包给建立连接的节点，收到所述侦测数据包的节点向发送侦测数据包的节点发送响应数据包；

超时判断步骤S2：设定预定时间，当一个共识节点超过所述预定时间没有收到另一个共识节点的响应数据包，判断此节点响应超时，共识节点记录每次握手的握手时间，形成记录队列，所述握手时间为发送侦测数据包和收到响应数据包的间隔时间；

节点筛选步骤S3：设定预定次数和预定阻塞数量，发送侦测数据包的节点记录连接网络中除自身以外共识节点响应超时的次数，当一个节点响应超时的次数超过预定次数，判断此节点连接阻塞，向此共识节点发送异常请求数据包，在同一个区块高度，握手次数不超过预定次数；

决策步骤S4：收到异常请求数据包的共识节点统计和除自身以外的节点握手的握手时间以确定连接阻塞的共识节点数量，当连接阻塞的共识节点小于预定阻塞数量，向发出异常请求的节点发送通畅数据包，当连接阻塞的共识节点的超过预定阻塞数量的，将自身退出共识网络。

在所述节点连接步骤S1中，一般的，所有共识节点构成共识网络，共识网络中的所有共识节点进行连接，形成连接网络，在此时，共识网络和连接网络的范围相同。特殊的，在一个共识网络中，拥有不同的区域，网络状态具有较大的差异，共识节点和临近的共识节点形成连接网络，一个共识网络形成N个连接网络，即一个共识网络划分成N个连接网络。

连接和握手可以选择现有的面向连接的互联网协议。

与图1相对应地，本发明还提供了一种节点管理方法的实现***，请参考图2，包括侦听单元201、连接单元202、队列单元203、决策单元204、参数设置单元205；

所述侦听单元201用于侦听区块链网络中的区块高度信息，并发送给连接单元；

所述连接单元202用于接收所述侦听单元201的区块高度信息，和除自身以外的共识节点建立连接形成连接网络，定期握手并记录握手时间形成记录队列，保存到队列单元203，当一个共识节点超过预定时间没有收到另一个共识节点的响应数据包，判断此节点响应超时，当一个节点响应超时的次数超过预定次数，判断此节点连接阻塞，向此共识节点发送异常请求数据包；接收连接阻塞的节点的响应数据包并发送给所述决策单元，接收除自身以外的共识节点发送的异常请求数据包，接收所述决策单元204的通畅指令并向发出异常请求的节点发送通畅数据包；

所述队列单元203用于存储记录队列；

所述决策单元204用于读取所述队列单元203中的记录队列，并根据记录队列作出决策，收到异常请求数据包，统计和除自身以外的节点握手的握手时间以确定连接阻塞的共识节点数量，当连接阻塞的共识节点小于预定阻塞数量，向所述连接单元202发送通畅指令，当连接阻塞的共识节点的超过预定阻塞数量的，将自身退出共识网络；

所述参数设置单元205用于设置所述预定时间、预定阻塞数量和预定次数。

本发明提供的节点管理方法主要用作区块链网络的节点管理，因此本发明提供的节点管理方法的实现***主要由区块链网络的各个节点基于各种方法实现。所述侦听单元例如是由区块链网络的各个节点基于侦听方法实现的。所述连接单元例如是由区块链网络中的各节点连接方法实现的。所述决策单元例如是由区块链网络中的节点基于决策方法实现的。所述区块参数单元例如是由区块链网络的各个节点基于对参数进行不同的设置的方法实现的。

所述共识节点是指有权限在区块链网络中进行共识的节点。区块链网络中的区块高度是指某一个区块与区块链网络中的第一个区块之间所具有的区块数量。例如最新完成共识的区块的区块高度是r-1，那么本轮共识的区块的区块高度就是r。构建不同区块高度的备选区块的提案节点，可以是相同或不同的。

优选的，所述节点连接步骤中，建立网络监测通道，所述侦测数据包、所述响应数据包、所述异常请求数据包和所述通畅数据包通过所述网络监测通道发送。

即在区块链节点共识外，额外采用面向连接的服务方式，连接网络采用面向连接的服务，就是通信双方在通信时,要事先建立一条通信线路,其过程有建立连接、使用连接和释放连接三个过程。TCP协议就是一种面向连接服务的协议。

优选的，所述节点连接步骤和所述节点筛选步骤中，采用遍历所有共识节点的共识算法，所述侦测数据包、所述响应数据包、所述异常请求数据包和所述通畅数据包通过共识广播通道发送。

在BFT、PBFT、VBFT等拜占庭共识算法中，由于共识协议每个节点都要互相广播转发，和连接网络采用的方法类似，可以利用共识转发的数据包进行握手。

优选的，所述节点连接步骤和所述节点筛选步骤中，所述侦测数据包和所述响应数据包为共识数据包的一部分。

优选的，所述超时判断步骤中，共识节点记录与每一个节点每次握手的握手时间，并将记录按握手时间由高到低排序形成记录队列，一直未收到响应数据包的记录排在记录队列最前部。

在一些实施例中，握手时间设置与ping命令的超时时间一样，超时的数据包一并记为超时，无具体握手时间记录，在另一些实施例中，握手时间设置短于ping命令的超时时间，握手时间判断为超时，但ping未超时，队列中仍会记录握手时间。

优选的，所述超时判断步骤中，共识节点记录与每一个节点每次握手的握手时间，并将与每一个节点的记录分别按握手时间分别由高到低排序形成记录队列。

优选的，所述超时判断步骤和节点筛选步骤中，设定预定节点数量，共识节点检查所述队列中记录的响应超时的共识节点，向记录队列中响应超时的次数超过预定次数的共识节点依次发送异常请求数据包，发送的异常请求数据包数量不超过预定节点数量。

优选的，共识节点发送异常请求数据包的同时，向连接网络中广播所述记录队列，收到所述记录队列的共识节点，将所述记录队列与自身记录队列对比判断连接阻塞的共识节点。

优选的，设定预定出块时间，共识网络中的共识节点同时侦听出块速度，当出块用时超过预定出块时间时，向记录队列中响应超时的次数超过预定次数的共识节点依次发送异常请求数据包。

优选的，所述决策步骤中，共识节点收到至少两个异常请求数据包后，根据所述记录队列统计和除自身以外的节点握手的握手时间以确定连接阻塞的共识节点数量，当连接阻塞的共识节点小于预定阻塞数量，向发出异常请求的节点发送通畅数据包，当连接阻塞的共识节点的超过预定阻塞数量的，将自身退出共识网络。

优选的，还包括自查步骤：设定预定自查时间，共识节点向除自身以外节共识点发送异常请求数据包超过所述预定自查时间没有收到通畅数据包，统计和除自身以外的节点握手的握手时间以确定连接阻塞的共识节点数量，当连接阻塞的共识节点小于预定阻塞数量，向发出异常请求的节点发送通畅数据包，当连接阻塞的共识节点的超过预定阻塞数量的，将自身退出共识网络。

优选的，所述自查步骤中，共识节点发送的至少两个异常请求数据包超过所述预定自查时间没有收到通畅数据包，并统计和除自身以外的节点握手的握手时间以确定连接阻塞的共识节点数量，当连接阻塞的共识节点小于预定阻塞数量，向发出异常请求的节点发送通畅数据包，当连接阻塞的共识节点的超过预定阻塞数量的，将自身退出共识网络

优选的，设定不能出块数量，共识网络中的共识节点同时侦听出块速度并记录，当出块用时超过预定出块时间的次数超过不能出块数量，通知节点管理人并广播异常警报。

优选的，所述决策步骤后还包括节点自控步骤，共识网络中的共识节点同时侦听共识网络中的共识节点总数，当剩余共识节点总数小于共识容错总数，通知节点管理人并广播异常警报。

在POW、POS共识算法中，理论上共识容错总数，或者说共识容错总数为1，在BFT、PBFT、VBFT等拜占庭共识算法中，共识容错总数为共识网络节点数的2/3，即剩余节点小于共识网络节点数的2/3使，区块链网络无法工作，通知节点管理人并广播警报。

优选的，区块链网络中的节点委托权益获得权益值成为共识网络中的共识节点，共识节点通过进行共识和权益值获得收益。

优选的，所述决策步骤中，将自身退出共识网络的共识节点将自身的权益随机委托到所述连接网络中除自身以外的共识节点，成为委托节点，接受委托的共识节点拥有叠加的权益值，所述叠加的权益值为自身的权益值和接受委托权益值的叠加，接受委托的共识节点通过进行共识和叠加的权益值获得收益。

优选的，所述共识节点每进行一轮共识，根据所述权益值用收益函数计算收益，所述收益函数为纺锤形函数。

所述纺锤形函数是在正数部分，一个X值对应的Y值最高，大于X和小于X的Y值依次降低的函数。

在一些实施例中，所述纺锤形函数为小自由度卡方函数或正态分布函数。

优选的，接受委托的节点向委托节点发送侦测数据包，收到所述侦测数据包的委托节点向接受委托的节点发送响应数据包，当接受委托的节点超过所述预定时间没有收到委托节点的响应数据包时，将委托节点委托的权益随机委托到所述连接网络中除自身以外的共识节点，当接受委托的节点在所述预定时间收到委托节点的响应数据包时，将委托节点委托的权益和收益返还给委托节点,所述委托节点和所述接受委托的节点的收益按各自权益值等比例分配。

优选的，设定扣除系数，将所述委托节点的收益乘以扣除系数得到扣除收益，从委托节点的收益中拿出扣除收益，将所述扣除收益分配给所述连接网络中的节点。

优选的，设定等待时间，退出网络的共识节点在等待时间后，发送侦测数据包给连接网络中的共识节点，收到所述侦测数据包的共识节点向所述侦测数据包来源的共识节点发送响应数据包，当在所述预定时间收到连接网络中的共识节点的响应数据包，向连接网络发送加入申请

优选的，连接网络中的每个共识节点与退出网络的共识节点握手，当握手时间小于所述预定时间，同意其加入连接网络，当连接网络中的共识节点超过1/2同意时，所述退出网络的节点加入连接网络。

优选的，还包括节点准入单元、工作量统计单元、收益分配单元；

所述参数设置单元用于设定等待时间；

自身节点进入连接网络后，所述节点准入单元接受连接网络外的节点的加入申请并握手，当握手时间小于所述预定时间，向连接单元发送同意指令，所述连接单元接收所述同意指令，并向连接网络中广播，所述连接单元接收除自身以外的共识节点的同意指令，并发送给节点准入单元，所述节点准入单元统计同意指令的数量，当连接网络中的共识节点超过1/2同意时，接受入网申请，接受加入连接网络的共识节点权益委托，将节点加入共识网络，并分配权益值，所述节点准入单元发送接受指令，所述连接单元接收接受指令并向区块链网络中广播；

自身节点退出共识网络后，所述节点准入单元在所述等待时间后，向所述连接单元发送加入申请指令；

所述连接单元接收所述加入申请指令，发送侦测数据包给连接网络中的共识节点，当在所述预定时间收到连接网络中的共识节点的响应数据包，向连接网络发送加入申请；所述连接单元在接收到所述接受指令后，发送给所述节点准入单元，所述节点准入单元接收自身节点的权益委托，并分配权益值；

所述工作量统计单元，统计自身共识节点的工作量，发送给所述连接单元，所述连接单元广播所述工作量；所述连接单元接收除自身以外共识节点广播的工作量并发送给所述工作量统计单元，所述工作量统计单元统计全部共识节点的工作量；

所述收益分配单元根据所述工作量和所述权益值计算全部共识节点的收益并分配。

优选的，所述节点准入单元进一步包括投票单元、自身权益委托单元、他人权益委托单元；

所述投票单元接收连接网络外的节点的加入申请并握手，当握手时间小于所述预定时间，发送同意指令，收除自身以外的共识节点的同意指令，当连接网络中的共识节点超过1/2同意时，接受入网申请，并发送接受指令；

所述自身权益委托单元接受自身节点权益委托，并分配权益值，在自身节点退出共识网络后，将自身权益随机将自身的权益随机委托到所述连接网络中除自身以外的共识节点；

所述他人权益委托单元，在接受到退出网络的节点的权益委托时，接受退出网络的节点权益委托，并分配权益值，向委托节点发送侦测数据包，当超过所述预定时间没有收到委托节点的响应数据包时，将委托节点委托的权益随机委托到所述连接网络中除自身以外的共识节点，在所述预定时间收到委托节点的响应数据包时，将委托节点委托的权益和收益返还给委托节点,所述委托节点和自身节点的收益按各自权益值等比例分配。

优选的，所述侦听单元进一步包括高度侦听模块、速度侦听模块、总数侦听模块；

所述高度侦听模块侦听区块链网络中当前区块高度；

所述速度侦听模块侦听出块速度，当出块用时超过预定出块时间时，向记录队列中响应超时的次数超过预定次数的共识节点依次发送异常请求数据包；

所述总数侦听模块侦听共识网络中的共识节点总数，当剩余共识节点总数小于共识容错总数，通知节点管理人并广播异常警报。

优选的，所述决策单元进一步包括判断模块、自查模块；

所述判断模块接收异常请求数据包，统计和除自身以外的节点握手的握手时间以确定连接阻塞的共识节点数量，当连接阻塞的共识节点小于预定阻塞数量，向发出异常请求的节点发送通畅数据包，当连接阻塞的共识节点的超过预定阻塞数量的，将自身退出共识网络；

所述自查模块发送异常请求数据包超过所述预定自查时间没有收到通畅数据包，统计和除自身以外的节点握手的握手时间以确定连接阻塞的共识节点数量，当连接阻塞的共识节点小于预定阻塞数量，向发出异常请求的节点发送通畅数据包，当连接阻塞的共识节点的超过预定阻塞数量的，将自身退出共识网络。

除非另作定义，权利要求书和说明书中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。

虽然本发明已以较佳实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (26)

1.一种节点管理方法，其特征是，包括如下步骤：

节点连接步骤：共识网络中的共识节点侦听当前区块高度，至少三个所述共识节点建立连接，形成连接网络，所述连接网络中的每个共识节点和除自身以外的共识节点握手，所述握手为发送侦测数据包给建立连接的节点，收到所述侦测数据包的节点向发送侦测数据包的节点发送响应数据包；

超时判断步骤：设定预定时间，当一个共识节点超过所述预定时间没有收到另一个共识节点的响应数据包，判断此节点响应超时，共识节点记录每次握手的握手时间，形成记录队列，所述握手时间为发送侦测数据包和收到响应数据包的间隔时间；

节点筛选步骤：设定预定次数和预定阻塞数量，发送侦测数据包的节点记录连接网络中除自身以外共识节点响应超时的次数，当一个节点响应超时的次数超过预定次数，判断此节点连接阻塞，向此共识节点发送异常请求数据包，在同一个区块高度，握手次数不超过预定次数；

决策步骤：收到异常请求数据包的共识节点根据所述记录队列统计和除自身以外的节点握手的握手时间以确定连接阻塞的共识节点数量，当连接阻塞的共识节点小于预定阻塞数量，向发出异常请求的节点发送通畅数据包，当连接阻塞的共识节点的超过预定阻塞数量的，将自身退出共识网络。

2.根据权利要求1所述的节点管理方法，其特征是，所述节点连接步骤中，建立网络监测通道，所述侦测数据包、所述响应数据包、所述异常请求数据包和所述通畅数据包通过所述网络监测通道发送。

3.根据权利要求1所述的节点管理方法，其特征是，所述节点连接步骤和节点选择步骤中，采用遍历所有共识节点的共识算法，所述侦测数据包、所述响应数据包、所述异常请求数据包和所述通畅数据包通过共识广播通道发送。

4.根据权利要求3所述的节点管理方法，其特征是，所述节点连接步骤和节点选择步骤中，所述侦测数据包和所述响应数据包为共识数据包的一部分。

5.根据权利要求1所述的节点管理方法，其特征是，所述超时判断步骤中，共识节点记录与每一个节点每次握手的握手时间，并将记录按握手时间由高到低排序形成记录队列，一直未收到响应数据包的记录排在记录队列最前部。

6.根据权利要求5所述的节点管理方法，其特征是，所述超时判断步骤中，共识节点记录与每一个节点每次握手的握手时间，并将与每一个节点的记录分别按握手时间分别由高到低排序形成记录队列。

7.根据权利要求5所述的节点管理方法，其特征是，所述超时判断步骤和节点筛选步骤中，设定预定节点数量，共识节点检查所述队列中记录的响应超时的共识节点，向记录队列中响应超时的次数超过预定次数的共识节点依次发送异常请求数据包，发送的异常请求数据包数量不超过预定节点数量。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的节点管理方法，其特征是，共识节点发送异常请求数据包的同时，向连接网络中广播所述记录队列，收到所述记录队列的共识节点，将所述记录队列与自身记录队列对比判断连接阻塞的共识节点。

9.根据权利要求5所述的节点管理方法，其特征是，设定预定出块时间，共识网络中的共识节点同时侦听出块速度，当出块用时超过预定出块时间时，向记录队列中响应超时的次数超过预定次数的共识节点依次发送异常请求数据包。

10.根据权利要求8所述的节点管理方法，其特征是，所述决策步骤中，共识节点收到至少两个异常请求数据包后，根据所述记录队列统计和除自身以外的节点握手的握手时间以确定连接阻塞的共识节点数量，当连接阻塞的共识节点小于预定阻塞数量，向发出异常请求的节点发送通畅数据包，当连接阻塞的共识节点的超过预定阻塞数量的，将自身退出共识网络。

11.根据权利要求8所述的节点管理方法，其特征是，所述决策步骤中还包括自查步骤：设定预定自查时间，共识节点向除自身以外节共识点发送异常请求数据包超过所述预定自查时间没有收到通畅数据包，根据记录队列统计和除自身以外的节点握手的握手时间以确定连接阻塞的共识节点数量，当连接阻塞的共识节点的超过预定阻塞数量的，将自身退出共识网络。

12.根据权利要求11所述的节点管理方法，其特征是，所述自查步骤中，共识节点发送的至少两个异常请求数据包超过所述预定自查时间没有收到通畅数据包，并统计和除自身以外的节点握手的握手时间以确定连接阻塞的共识节点数量，当连接阻塞的共识节点的超过预定阻塞数量的，将自身退出共识网络。

13.根据权利要求9所述的节点管理方法，其特征是，设定不能出块数量，共识网络中的共识节点同时侦听出块速度并记录，当出块用时超过预定出块时间的次数超过不能出块数量，通知节点管理人并广播异常警报。

14.根据权利要求8所述的节点管理方法，其特征是，所述决策步骤后还包括节点自控步骤，共识网络中的共识节点同时侦听共识网络中的共识节点总数，当剩余共识节点总数小于共识容错总数，通知节点管理人并广播异常警报。

15.根据权利要求1所述的节点管理方法，其特征是，区块链网络中的节点委托权益获得权益值成为共识网络中的共识节点，共识节点通过进行共识和权益值获得收益。

16.根据权利要求15所述的节点管理方法，其特征是，所述决策步骤中，将自身退出共识网络的共识节点将自身的权益随机委托到所述连接网络中除自身以外的共识节点，成为委托节点，接受委托的共识节点拥有叠加的权益值，所述叠加的权益值为自身的权益值和接受委托权益值的叠加，接受委托的共识节点通过进行共识和叠加的权益值获得收益。

17.根据权利要求16所述的节点管理方法，其特征是，所述共识节点每进行一轮共识，根据所述权益值用收益函数计算收益，所述收益函数为纺锤形函数。

18.根据权利要求16或17所述的节点管理方法，其特征是，接受委托的节点向委托节点发送侦测数据包，收到所述侦测数据包的委托节点向接受委托的节点发送响应数据包，当接受委托的节点超过所述预定时间没有收到委托节点的响应数据包时，将委托节点委托的权益随机委托到所述连接网络中除自身以外的共识节点，当接受委托的节点在所述预定时间收到委托节点的响应数据包时，将委托节点委托的权益和收益返还给委托节点,所述委托节点和所述接受委托的节点的收益按各自权益值等比例分配。

19.根据权利要求18所述的节点管理方法，其特征是，设定扣除系数，将所述委托节点的收益乘以扣除系数得到扣除收益，从委托节点的收益中拿出扣除收益，将所述扣除收益分配给所述连接网络中的节点。

20.根据权利要求1所述的节点管理方法，其特征是，设定等待时间，退出网络的共识节点在等待时间后，发送侦测数据包给连接网络中的共识节点，收到所述侦测数据包的共识节点向所述侦测数据包来源的共识节点发送响应数据包，当在所述预定时间收到连接网络中的共识节点的响应数据包，向连接网络发送加入申请。

21.根据权利要求20所述的节点管理方法，其特征是，连接网络中的每个共识节点与退出网络的共识节点握手，当握手时间小于所述预定时间，同意其加入连接网络，当连接网络中的共识节点超过1/2同意时，所述退出网络的节点加入连接网络。

22.一种节点管理方法的实现***，其特征是，包括侦听单元、连接单元、队列单元、决策单元、参数设置单元；

所述侦听单元用于侦听区块链网络中的区块高度信息，并发送给连接单元；

所述连接单元用于接收所述侦听单元的区块高度信息，和除自身以外的共识节点建立连接形成连接网络，定期握手并记录握手时间形成记录队列，保存到队列单元，当一个共识节点超过预定时间没有收到另一个共识节点的响应数据包，判断此节点响应超时，当一个节点响应超时的次数超过预定次数，判断此节点连接阻塞，向此共识节点发送异常请求数据包；接收连接阻塞的节点的响应数据包并发送给所述决策单元，接收除自身以外的共识节点发送的异常请求数据包，接收所述决策单元的通畅指令并向发出异常请求的节点发送通畅数据包；

所述队列单元用于存储记录队列；

所述决策单元用于读取所述队列单元中的记录队列，并根据记录队列作出决策，收到异常请求数据包，统计和除自身以外的节点握手的握手时间以确定连接阻塞的共识节点数量，当连接阻塞的共识节点小于预定阻塞数量，向所述连接单元发送通畅指令，当连接阻塞的共识节点的超过预定阻塞数量的，将自身退出共识网络；

所述参数设置单元用于设置所述预定时间、预定阻塞数量和预定次数。

23.根据权利要求22所述的节点管理方法的实现***，其特征是，还包括节点准入单元、工作量统计单元、收益分配单元；

所述参数设置单元用于设定等待时间；

自身节点进入连接网络后，所述节点准入单元接受连接网络外的节点的加入申请并握手，当握手时间小于所述预定时间，向连接单元发送同意指令，所述连接单元接收所述同意指令，并向连接网络中广播，所述连接单元接收除自身以外的共识节点的同意指令，并发送给节点准入单元，所述节点准入单元统计同意指令的数量，当连接网络中的共识节点超过1/2同意时，接受入网申请，接受加入连接网络的共识节点权益委托，将节点加入共识网络，并分配权益值，所述节点准入单元发送接受指令，所述连接单元接收接受指令并向区块链网络中广播；

自身节点退出共识网络后，所述节点准入单元在所述等待时间后，向所述连接单元发送加入申请指令；

所述连接单元接收所述加入申请指令，发送侦测数据包给连接网络中的共识节点，当在所述预定时间收到连接网络中的共识节点的响应数据包，向连接网络发送加入申请；所述连接单元在接收到所述接受指令后，发送给所述节点准入单元，所述节点准入单元接收自身节点的权益委托，并分配权益值；

所述工作量统计单元，统计自身共识节点的工作量，发送给所述连接单元，所述连接单元广播所述工作量；所述连接单元接收除自身以外共识节点广播的工作量并发送给所述工作量统计单元，所述工作量统计单元统计全部共识节点的工作量；

所述收益分配单元根据所述工作量和所述权益值计算全部共识节点的收益并分配。

24.根据权利要求23所述的节点管理方法的实现***，其特征是，所述节点准入单元进一步包括投票单元、自身权益委托单元、他人权益委托单元；

所述投票单元接收连接网络外的节点的加入申请并握手，当握手时间小于所述预定时间，发送同意指令，收除自身以外的共识节点的同意指令，当连接网络中的共识节点超过1/2同意时，接受入网申请，并发送接受指令；

所述自身权益委托单元接受自身节点权益委托，并分配权益值，在自身节点退出共识网络后，将自身权益随机将自身的权益随机委托到所述连接网络中除自身以外的共识节点；

所述他人权益委托单元，在接受到退出网络的节点的权益委托时，接受退出网络的节点权益委托，并分配权益值，向委托节点发送侦测数据包，当超过所述预定时间没有收到委托节点的响应数据包时，将委托节点委托的权益随机委托到所述连接网络中除自身以外的共识节点，在所述预定时间收到委托节点的响应数据包时，将委托节点委托的权益和收益返还给委托节点,所述委托节点和自身节点的收益按各自权益值等比例分配。

25.根据权利要求22所述的节点管理方法的实现***，其特征是，所述侦听单元进一步包括高度侦听模块、速度侦听模块、总数侦听模块；

所述高度侦听模块侦听区块链网络中当前区块高度；

所述速度侦听模块侦听出块速度，当出块用时超过预定出块时间时，向记录队列中响应超时的次数超过预定次数的共识节点依次发送异常请求数据包；

所述总数侦听模块侦听共识网络中的共识节点总数，当剩余共识节点总数小于共识容错总数，通知节点管理人并广播异常警报。

26.根据权利要求22所述的节点管理方法的实现***，其特征是，所述决策单元进一步包括判断模块、自查模块；

所述判断模块接收异常请求数据包，统计和除自身以外的节点握手的握手时间以确定连接阻塞的共识节点数量，当连接阻塞的共识节点小于预定阻塞数量，向发出异常请求的节点发送通畅数据包，当连接阻塞的共识节点的超过预定阻塞数量的，将自身退出共识网络；

所述自查模块发送异常请求数据包超过所述预定自查时间没有收到通畅数据包，统计和除自身以外的节点握手的握手时间以确定连接阻塞的共识节点数量，当连接阻塞的共识节点的超过预定阻塞数量的，将自身退出共识网络。

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