基于半分布式区块链网络Gossip算法的改进与优化
发布时间：2021-11-29 04:58
Gossip算法是一种分布式网络系统中的重要算法,因此许多基于半分布式网络的区块链项目都采用Gossip算法来进行节点之间的数据同步。虽然Gossip算法具有简单、高效、容错性强等特点,但是在实际的区块链网络中,原始的Gossip算法是以固定的概率选择目标节点传播消息的,因此在数据同步的过程中会产生大量的冗余消息,同时数据同步的效率也会受到影响。本文以传统Gossip算法已有的相关研究为基础,针对半分布式区块链网络中消息的传播模型,设计了两种改进的Gossip算法。本文的主要工作如下:（1）提出了一种改进的HNA-Gossip算法,该算法新增了一个历史节点列表结构,该列表用来存放散播过程中已收到消息的历史节点,并将其加入到发送消息中,随着散播的进行不断更新。从而达到了避免向列表中的节点发送重复消息的情况,降低了消息的冗余程度,同时提高了数据同步的效率。（2）针对HNA-Gossip算法在传播分支路径较多的情况下表现较差的问题,提出了一种改进的HMS-Gossip算法,该算法在HNA-Gossip算法的基础上增加了基于状态消息的广播机制。每个分支路径中的节点在接收到消息后,通过主动向其他...
【文章来源】：浙江师范大学浙江省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Push模式
2预备知识11图2.1Push模式Pull：无新信息的节点主动的向目标节点拉取信息，目标节点的选择同样是随机的。Pull方式的特点是在信息传播的初级阶段，已拥有信息的节点数目增长较慢。当网络中有一半的节点完成传播时，每个周期已拥有信息的节点数目的增长呈乘性减少。其交互模式图如图2.2所示。图2.2Pull模式Push＆Pull：该模式是将Push和Pull两种方式结合起来，既主动的向目标节点发送信息，同时又从目标节点拉取信息。其交互模式图如图2.3所示。在一个全连通网络中，Push和Pull这两种方式都需要nO)(ln个周期和nnO)ln(次信息交换来完成Gossip传播，而Push＆Pull方式比较复杂，这里不再详细讨论。但是研究者们已经得出结论，三种模式中，Push＆Pull方式的效率最高。图2.3Push&Pull模式（2）网络结构一般情况下，我们用网络中节点之间的连接关系来表示网络结构，并用图进行抽象化。由于Gossip算法在每个周期内都会选择一定数量的目标节点进行数据交互，这个数量是一个可配置的常量。发起节点与目标节点之间必然存在一定的连接关系，因此节点之间的连接关系即网络结构会直接影响到Gossip算法的
2预备知识11图2.1Push模式Pull：无新信息的节点主动的向目标节点拉取信息，目标节点的选择同样是随机的。Pull方式的特点是在信息传播的初级阶段，已拥有信息的节点数目增长较慢。当网络中有一半的节点完成传播时，每个周期已拥有信息的节点数目的增长呈乘性减少。其交互模式图如图2.2所示。图2.2Pull模式Push＆Pull：该模式是将Push和Pull两种方式结合起来，既主动的向目标节点发送信息，同时又从目标节点拉取信息。其交互模式图如图2.3所示。在一个全连通网络中，Push和Pull这两种方式都需要nO)(ln个周期和nnO)ln(次信息交换来完成Gossip传播，而Push＆Pull方式比较复杂，这里不再详细讨论。但是研究者们已经得出结论，三种模式中，Push＆Pull方式的效率最高。图2.3Push&Pull模式（2）网络结构一般情况下，我们用网络中节点之间的连接关系来表示网络结构，并用图进行抽象化。由于Gossip算法在每个周期内都会选择一定数量的目标节点进行数据交互，这个数量是一个可配置的常量。发起节点与目标节点之间必然存在一定的连接关系，因此节点之间的连接关系即网络结构会直接影响到Gossip算法的
【参考文献】：
期刊论文
[1]P2P网络现状与发展研究[J]. 贺文华,刘浩,贺劲松. 软件工程. 2019(04)
[2]区块链P2P网络协议演进过程[J]. 武岳,李军祥. 计算机应用研究. 2019(10)
[3]区块链技术及其在信息安全领域的研究进展[J]. 刘敖迪,杜学绘,王娜,李少卓. 软件学报. 2018(07)
[4]基于Gossip协议的拜占庭共识算法[J]. 张仕将,柴晶,陈泽华,贺海武. 计算机科学. 2018(02)
[5]一种基于移动P2P改进的Gossip算法[J]. 张国印,李军,王向辉,徐国坤. 计算机科学. 2013(09)
[6]Chord网络环境下的Gossip算法[J]. 刘德辉,尹刚,王怀民,邹鹏. 计算机工程与科学. 2011(09)
[7]分布环境下的Gossip算法综述[J]. 刘德辉,尹刚,王怀民,邹鹏. 计算机科学. 2010(11)
[8]混合内容分发网中社群感知的Gossip协议[J]. 汪洋,陈京文,黑晓军,程文青. 北京邮电大学学报. 2010(05)
[9]P2P关键技术研究综述[J]. 王学龙,张璟. 计算机应用研究. 2010(03)
[10]网格环境下一种改进的Gossip资源聚集算法[J]. 张学敏,陈建新. 微电子学与计算机. 2009(01)
硕士论文
[1]基于Gossip算法的分布式盲区检测[D]. 潘斯琦.哈尔滨工业大学 2016
本文编号：3525886
【文章来源】：浙江师范大学浙江省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Push模式
2预备知识11图2.1Push模式Pull：无新信息的节点主动的向目标节点拉取信息，目标节点的选择同样是随机的。Pull方式的特点是在信息传播的初级阶段，已拥有信息的节点数目增长较慢。当网络中有一半的节点完成传播时，每个周期已拥有信息的节点数目的增长呈乘性减少。其交互模式图如图2.2所示。图2.2Pull模式Push＆Pull：该模式是将Push和Pull两种方式结合起来，既主动的向目标节点发送信息，同时又从目标节点拉取信息。其交互模式图如图2.3所示。在一个全连通网络中，Push和Pull这两种方式都需要nO)(ln个周期和nnO)ln(次信息交换来完成Gossip传播，而Push＆Pull方式比较复杂，这里不再详细讨论。但是研究者们已经得出结论，三种模式中，Push＆Pull方式的效率最高。图2.3Push&Pull模式（2）网络结构一般情况下，我们用网络中节点之间的连接关系来表示网络结构，并用图进行抽象化。由于Gossip算法在每个周期内都会选择一定数量的目标节点进行数据交互，这个数量是一个可配置的常量。发起节点与目标节点之间必然存在一定的连接关系，因此节点之间的连接关系即网络结构会直接影响到Gossip算法的
2预备知识11图2.1Push模式Pull：无新信息的节点主动的向目标节点拉取信息，目标节点的选择同样是随机的。Pull方式的特点是在信息传播的初级阶段，已拥有信息的节点数目增长较慢。当网络中有一半的节点完成传播时，每个周期已拥有信息的节点数目的增长呈乘性减少。其交互模式图如图2.2所示。图2.2Pull模式Push＆Pull：该模式是将Push和Pull两种方式结合起来，既主动的向目标节点发送信息，同时又从目标节点拉取信息。其交互模式图如图2.3所示。在一个全连通网络中，Push和Pull这两种方式都需要nO)(ln个周期和nnO)ln(次信息交换来完成Gossip传播，而Push＆Pull方式比较复杂，这里不再详细讨论。但是研究者们已经得出结论，三种模式中，Push＆Pull方式的效率最高。图2.3Push&Pull模式（2）网络结构一般情况下，我们用网络中节点之间的连接关系来表示网络结构，并用图进行抽象化。由于Gossip算法在每个周期内都会选择一定数量的目标节点进行数据交互，这个数量是一个可配置的常量。发起节点与目标节点之间必然存在一定的连接关系，因此节点之间的连接关系即网络结构会直接影响到Gossip算法的
【参考文献】：
期刊论文
[1]P2P网络现状与发展研究[J]. 贺文华,刘浩,贺劲松. 软件工程. 2019(04)
[2]区块链P2P网络协议演进过程[J]. 武岳,李军祥. 计算机应用研究. 2019(10)
[3]区块链技术及其在信息安全领域的研究进展[J]. 刘敖迪,杜学绘,王娜,李少卓. 软件学报. 2018(07)
[4]基于Gossip协议的拜占庭共识算法[J]. 张仕将,柴晶,陈泽华,贺海武. 计算机科学. 2018(02)
[5]一种基于移动P2P改进的Gossip算法[J]. 张国印,李军,王向辉,徐国坤. 计算机科学. 2013(09)
[6]Chord网络环境下的Gossip算法[J]. 刘德辉,尹刚,王怀民,邹鹏. 计算机工程与科学. 2011(09)
[7]分布环境下的Gossip算法综述[J]. 刘德辉,尹刚,王怀民,邹鹏. 计算机科学. 2010(11)
[8]混合内容分发网中社群感知的Gossip协议[J]. 汪洋,陈京文,黑晓军,程文青. 北京邮电大学学报. 2010(05)
[9]P2P关键技术研究综述[J]. 王学龙,张璟. 计算机应用研究. 2010(03)
[10]网格环境下一种改进的Gossip资源聚集算法[J]. 张学敏,陈建新. 微电子学与计算机. 2009(01)
硕士论文
[1]基于Gossip算法的分布式盲区检测[D]. 潘斯琦.哈尔滨工业大学 2016
本文编号：3525886
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/shengwushengchang/3525886.html
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