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4.5 主节点选举过程

2041 人参与  2018年10月15日 10:55  分类 : 区块链精品文章  评论

主节点选举(Leader election)的用处是,判断在相同组织(Organization)中哪个节点可以作为代表连接排序服务。主节点选举过程是在Gossip层实现 的,而且假设在某个时间段内,同时存在多个主节点,以避免拜占庭行为发生。加 入 会 员 微 信 dedao555

主节点选择过程是基于组织范围(Scope)内广播的LeadershipMessage消息的,主节点选举的消息有两种类型。

1)一种是参与主节点选举的消息proposal,它在竞争主节点的过程中广播给所有节点的消息。

2)一种声明成为主节点的消息declaration,它通过比较,可申请为主节点的消息。

两种消息的结构是一样的,包含的内容如下所示:

1)节点的PKI-ID。

2)是否声明为主节点。

3)PeerTime,它又包含以下的内容:

·节点转世时间(即启动时间);

·单调递增的计数器,每次发送一个LeadershipMessage消息时加1。

当一个节点启动的时候,它先等待网络稳定再开始参与主节点选举。网络稳定的等待时间是15秒,如果在等待时间内节 点数不再变化或者已经出现了主节点,这就是稳定了。如果在等待过程中没有产生主节点,则参与主节点的选举。参与主节点选举前设置自己的 “isLeader”属性为false,广播一个proposal消息给组织内其他的节点。然后节点会设置一个超时时间(5秒),等待proposal消 息在组内扩散,其他节点接收到proposal消息会暂存起来。若超时时间到了,还没有出现主节点,则按PKI-ID的字母顺序排序,最靠前的节点(也可 以采用其他的算法)标识“isLeader”为true,声明自己为主节点,在组织内广播一个declaration消息。

如果在时间超时(5秒)之前有其他节点声明为主节点,则接受它为主节点。如果同时有多个节点声明为主节点,名称最 靠前的节点会成为主节点,其他节点主动放弃,它们标记自己的“isLeader”属性为false。所有的节点都认定在声明为主节点的Peer节点中名字 最靠前的节点为主节点。如果主节点掉线,剩余节点里名字最靠前的声明为主节点。如果这时发现有另外一个名称更靠前的节点声明为主节点,则当前节点就会主动 放弃。目标是最终只有一个节点设置“isLeader”为true。

一次主节点选举的有效时间leaderAliveThreshold是10s,没有成为主节点的节点清除收到的proposal消息,然后等待有效时间结束,进入下一轮主节点选举的过程。


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