网络模块设计文档

一、总体描述

1.1 模块概述

1.1.1 为什么要有《网络模块》

网络模块保障了去中心化节点间的通讯,为NULS基础模块之一,提供最底层的网络通信、节点发现等服务。区块链的网络基础就是Peer to Peer,即P2P。P2P网络中的所有参与者,可以是提供服务(server),也可以是资源使用者(client)。P2P网络的特点:去中心化、可扩展性、健壮性、高性价比、隐私保护、负载均衡。

1.1.2 《网络模块》要做什么

网络模块是整个系统的基础模块,用来管理节点、节点间的连接及连接的状态、数据的发送与接收。网络模块不涉及复杂的业务逻辑。

  • 接收到的网络消息,根据内核模块中的指令服务映射关系,推送消息相应的处理模块中。

  • 开放接口供其他模块封装好的消息调用推送到指定的peer节点以及广播到指定的网络组中。

1.1.3 《网络模块》在系统中的定位

  • 网络模块是底层应用模块,任何需要网络通讯的模块都要通过网络模块来进行消息的收发。
  • 网络模块依赖核心模块进行服务接口的治理。
  • 网络模块按网络id(魔法参数) 来进行不同网络的构建。
  • 网络模块在主网链中的节点在进行跨链网络组建时,需要链管理模块提供跨链配置信息。
  • 网络模块在平行链中的节点在进行跨链网络组建时,需要跨链模块提供跨链配置信息。

1.2 架构图

二、功能设计

2.1 功能架构图

网络模块在业务上功能有:节点管理,节点组管理,p2p网络连接管理,消息的收发管理。

在内部基础功能含有:模块的状态管理(包含启动与关闭管理),对外的接口提供管理,

线程任务管理,数据存储管理等。

  • 节点管理 Node management

    管理所有可连接的、已连接的节点信息、状态,提供节点操作接口

    • 节点发现
    • 节点存储
  • 节点组管理 Node Group management

    管理不同的网络节点,将节点分为不同的集合,每个集合分别管理。每个集合内的节点连接的魔法参数都是相同的,并且和其他集合的魔法参数不同。

    每个NodeGroup都根据链登记的信息或者自身配置的网络信息进行初始化(魔法参数、节点数量限制等)

    每初始化一个NodeGroup,网络服务都多监听一个MagicNumber。

  • 连接器管理 Connection management

    • 初始化连接
      • 链内节点:初始通过种子节点进行连接,通过协议请求peer地址或接收到分享的peer地址后,进行缓存。
      • 跨链节点:主网被动等待平行链节点的连接。
    • 连接管理:需要进行节点的可用性探测,心跳维护,有多余可用节点时候,断开种子节点连接。
    • 连接断开
  • 消息收发管理

    1>消息接收 Message receiver

    接收网络节点发送过来的消息,对消息进行判断(判断cmd),根据消息cmd字段,将消息透传到对应的模块服务中。

​ 2> 消息发送 Message sender

​ a> 对网络组(NodeGroup)广播消息

​ b> 指定peer节点发送消息

  • 模块状态管理

    ​ a>启动,关闭逻辑处理

​ b>对自身模块状态的维护与管理:管理模块的运行状态,内部功能状态等

  • 接口管理

    a>注册自身接口到NUSTAR模块中

    b>同步模块信息与状态到NUSTAR模块中

    c>获取服务列表到本地模块

    d>开放对外接口调用

  • 线程任务管理

    a>管理 心跳线程

    b>管理 节点发现/淘汰机制线程

2.2 模块服务

2.2.1 网络消息接收

  • 功能说明:

    接收(外部)网络节点发送过来的消息,对消息进行简单的判断(判断魔法参数),根据消息头含有的command字段,将消息发送到关心的模块服务中。

  • 流程描述

  • 消息校验部分:

​ payload校验

​ magicNumber校验

  • 外部模块提供的接口参数约束

    • method : *** //同消息头中的CMD指令,约束12字节

    • params

    0:chainId //链id
    1:nodeId //节点Id
    2:message //16进制网络序消息体
    ......
  • 依赖服务

​ 解析消息头中的command参数,在调用远程接口处理时,依赖内核模块提供的远程的服务接口数据。

2.2.2网络消息发送

转发 其他或自身模块封装的消息,含广播消息以及指定节点发送消息。

2.2.2.1、广播网络消息

功能说明:

转发 其他或自身模块封装的消息,对外部模块提供转发调用的接口有以下2种情况:

a> 对NodeGroup(指定某个网络)广播消息。

b> 对NodeGroup(指定某个网络)广播消息,并排除某些节点。

c> 对NodeGroup(指定某个网络)按指定比例广播消息,并排除某些节点。

  • 流程描述

  • 接口定义

    • 接口说明

      method : nw_broadcast

      外部模块可以通过该接口去广播消息

    • 请求示例

      {
         "chainId":1234,
         "excludeNodes": "10.13.25.36:5003,20.30.25.65:8009",
         "messageBody":     "03847ABDFF303847ABDFF303847ABDFF303847ABDFF303847ABDFF303847ABDFF3",
         "command":"block",
         "isCross":"false",
         "percent":"50",
          }
      
    • 请求参数说明

      index parameter required type description
      0 chainId true int 链标识
      1 excludeNodes true String 排除节点,逗号分割
      2 messageBody true String 对象16进制字符
      3 command true String 消息协议指令
      4 isCross true boolean 是否是跨链
      5 percent false int 广播发送比例,不填写,默认100
    • 返回示例

      Failed

      {
         "version": 1.2,
          "code":1,
          "msg" :"xxxxxxxxxxxxxxxxxx",
          "result":{
              "value":false
          }
      }
      

      Success

      {
       "version": 1.2,
          "code":0,
          "result":{
             "value":true
          }
      }
      
  • 依赖服务

2.2.2.2、指定节点发送网络消息

功能说明:

转发 其他或自身模块封装的消息,可以指定某些节点(可以为1个节点)发送消息。

  • 流程描述

  • 接口定义

    • 接口说明

      外部模块可以通过该接口去广播消息

      method : nw_sendPeersMsg

    @Parameter(parameterName = "chainId", requestType = @TypeDescriptor(value = int.class), parameterValidRange = "[1-65535]", parameterDes = "连接的链Id,取值区间[1-65535]"),
    @Parameter(parameterName = "nodes", requestType = @TypeDescriptor(value = String.class), parameterDes = "指定发送peer节点Id,用逗号拼接的字符串"),
    @Parameter(parameterName = "messageBody", requestType = @TypeDescriptor(value = String.class), parameterDes = "消息体Hex"),
    @Parameter(parameterName = "command", requestType = @TypeDescriptor(value = String.class), parameterDes = "消息协议指令")
    
    • 请求示例

      {
      "chainId":  1234,
      "nodes":  "10.13.25.36:5003,20.30.25.65:8009",
      "messageBody":"03847ABDFF303847ABDFF303847ABDFF303847ABDFF303847ABDFF303847ABDFF3",
      "command":  "block"
          }
      
    • 请求参数说明

      index parameter required type description
      0 chainId true int 链标识
      1 nodes true String 发送节点,逗号分割
      2 messageBody true String 16进制字符
      command true String 指令
    • 返回示例

      Failed

      {
         "version": 1.2,
          "code":1,
          "msg" :"xxxxxxxxxxxxxxxxxx",
          "result":{}
      }
      

      Success

      {
       "version": 1.2,
          "code":0,
          "result":{
             
          }
      }
      
    • 返回字段说明

      parameter type description
  • 依赖服务

2.2.3 创建节点组

主网链除了自身网络,还存在n个跨链网络,自身网络与跨链网络使用不同的magicNumber.

平行链上除了自身网络,还可以去主网上注册跨链网络,自身网络与跨链网络使用同一个magicNumber。

节点组就是用来管理不同网络信息的。网络模块通过节点组去隔离维护不同网络。

节点组类型:1>自身网络 2>跨链网络 (主网链跨链网络&平行链跨链网络)

网络模块的创建节点组:

1>自身的配置文件加载创建自身网络组。

2>跨链网络:

​ 作为主网链节点,平行链向链管理模块进行注册登记后,系统产生交易验证确认后调用网络模块,产生跨链网络组,之后存储配置,后续模块启动自动加载。

​ 作为平行链节点,由跨链协议模块启动时,跨链协议模块从模块配置中获取跨链配置信息,调用网络模块,

网络模块触发跨链 连接。

2.2.3.1 自有网络创建节点组
  • 功能说明:

    自有网络对应自有chainId,以及一个魔法参数,通过配置初始化创建节点组

  • 流程描述

    通过配置文件加载创建节点组

  • 接口定义

​ 内部创建,无外部接口。

  • 依赖服务

​ 无

2.2.3.2 创建跨链节点组
  • 功能说明:

    主网链上的跨链节点组由平行链在主网链进行跨链注册触发。平行链则获得跨链配置信息,由跨链协议来更新自有网络组的跨链状态。

  • 流程描述

    1>主网链通过 链管理模块调用来触发跨链节点组的创建。

    2>平行链通过跨链协议模块来 更新自有网络组的跨链状态。

  • 接口定义

    • 接口说明

      接收外部模块的调用,创建节点组

      method : nw_createNodeGroup

    • 请求示例

      {
            "chainId":  1234,
            "magicNumber": 232342,
            "maxOut":  10,
            "maxIn":  100,
            "minAvailableCount":  20,
            "seedIps":  "10.20.30.10:8002,48.25.32.12:8003,52.23.25.32:9003",
            "isCrossGroup":  0
          }
      
    • 请求参数说明

      index parameter required type description
      0 chainId true int 链标识
      1 magicNumber true long 魔法参数
      2 maxOut true int 最大主动连接数
      3 maxIn true int 最大被动连接数
      4 minAvailableCount true int 友链最小连接数
      5 seedIps true String 种子节点,逗号分割
      6 isMoonNode true boolean 是否创建跨链连接组:true 跨链连接,false 普通连接
    • 返回示例

      Failed

      {
         "version": 1.2,
          "code":1,
          "msg" :"xxxxxxxxxxxxxxxxxx",
          "result":{}
      }
      

      Success

      {
       "version": 1.2,
          "code":0,
          "result":{
             
          }
      }
      
    • 返回字段说明

      parameter type description
  • 依赖服务

​ 依赖内核模块提供的远程的服务接口数据。

2.2.4 注销节点组

  • 功能说明:

    接收外部模块的调用,注销跨链节点组。

    作为主网链节点,由链管理模块进行注销登记,系统产生交易验证确认后调用。

  • 流程描述

  • 接口定义

    • 接口说明

      接收外部模块的调用,删除节点组

      method : nw_delNodeGroup

    • 请求示例

      {
          "chainId": 1234
          }
      
    • 请求参数说明

      index parameter required type description
      0 chainId true int 链标识
    • 返回示例

      Failed

      {
         "version": 1.2,
          "code":1,
          "msg" :"xxxxxxxxxxxxxxxxxx",
          "result":{}
      }
      

      Success

      {
       "version": 1.2,
          "code":0,
          "result":{
             
          }
      }
      
    • 返回字段说明

      parameter type description
  • 依赖服务

    依赖内核模块提供的远程的服务接口数据。

2.2.5 跨链种子节点提供

  • 功能说明:

    种子节点是在网络初始化时候,用于提供peer连接信息的节点。链管理模块在进行链注册时,需要获取主网链上跨链种子节点信息用于初始化连接。

  • 流程描述

  • 接口定义

    • 接口说明

      获取卫星链种子节点

      method : nw_getSeeds

    • 请求示例

      {
          "chainId": 1234
          }
      
    • 请求参数说明

      index parameter required type description
      0 chainId true int 链标识
    • 返回示例

      Failed

      {
         "version": 1.2,
          "code":1,
          "msg" :"xxxxxxxxxxxxxxxxxx",
          "result":{}
      }
      

      Success

      {
       "version": 1.2,
          "code":0,
          "result":{
            seedsIps:"101.132.33.140:8003,116.62.135.185:8003,47.90.243.131:8003" 
          }
      }
      
    • 返回字段说明

      parameter type description
      seedsIps String 种子节点信息逗号分割
  • 依赖服务

    依赖内核模块提供的远程的服务接口数据。

2.2.6 添加连接节点

  • 功能说明:

    cmd指令下,对某个网络添加peer连接信息。

  • 流程描述

    添加的节点会触发网络连接 流程。

  • 接口定义

    • 接口说明

      添加网络peer节点

      method : nw_addNodes

    • 请求示例

      {
          "chainId":455,
          "isCross":0,
          "nodes":"10.20.23.02:5006,53.26.65.58:8003"
             }
      
    • 请求参数说明

      index parameter required type description
      0 chainId true int 链标识
      1 isCross true int 是否跨链:0 非跨链,1跨链
      2 nodes true String 节点组
    • 返回示例

      Failed

      {
         "version": 1.2,
          "code":1,
          "msg" :"xxxxxxxxxxxxxxxxxx",
          "result":{}
      }
      

      Success

      {
       "version": 1.2,
          "code":0,
          "result":{
             
          }
      }
      
    • 返回字段说明

      parameter type description
  • 依赖服务

    ​ 无

2.2.7 删除连接节点

  • 功能说明:

    cmd指令下,删除某个网络下的peers连接信息。

  • 流程描述

    删除节点会触发 网络节点的断开。

  • 接口定义

    • 接口说明

      删除网络peer节点

      method : nw_delNodes

    • 请求示例

      {
          "chainId":234,
          "nodes": "10.20.23.02:5006,53.26.65.58:8003"
          }
      
    • 请求参数说明

      index parameter required type description
      0 chainId true int 链标识
      1 nodes true String 节点组
    • 返回示例

      Failed

      {
         "version": 1.2,
          "code":1,
          "msg" :"xxxxxxxxxxxxxxxxxx",
          "result":{}
      }
      

      Success

      {
       "version": 1.2,
          "code":0,
          "result":{
             
          }
      }
      
    • 返回字段说明

      parameter type description
  • 依赖服务

2.2.8重连指定网络

  • 功能说明:

    cmd指令下,对指定的nodeGroup进行网络重新连接

  • 流程描述

    接收指令后,对指定的nodeGroup下的所有peer进行断连接后,重新连接网络。

    重新刷新nodegroup下peer 连接地址 ,并重启网络连接。

    如果peer连接 为多个 网络业务所有,则只需要取消关联关系,如果只有自身业务使用,则可以断开连接。

  • 接口定义

    • 接口说明

      重新刷新并连接网络节点

      method : nw_reconnect

    • 请求示例

      {
          "chainId":1234
          }
      
    • 请求参数说明

      index parameter required type description
      0 chainId true int 链标识
    • 返回示例

      Failed

      {
         "version": 1.2,
          "code":1,
          "msg" :"xxxxxxxxxxxxxxxxxx",
          "result":{}
      }
      

      Success

      {
       "version": 1.2,
          "code":0,
          "result":{
             
          }
      }
      
    • 返回字段说明

      parameter type description
  • 依赖服务

2.2.9 获取nodeGroup列表

  • 功能说明:

    获取节点管理的所有网络列表。

  • 流程描述

  • 接口定义

    • 接口说明

      获取节点组信息

      method : nw_getGroups

    • 请求示例

      {
          "startPage":1,
          "pageSize":10
       }
      
    • 请求参数说明

      index parameter required type description
      0 startPage true int 开始页数
      1 pageSize true int 每页记录数
    • 返回示例

      Failed

      {
         "version": 1.2,
          "code":1,
          "msg" :"xxxxxxxxxxxxxxxxxx",
          "result":{}
      }
      

      Success

      {
       "version": 1.2,
          "code":0,
          "result":{
              list:[{
                  chainId:1212, //链id
                  magicNumber:324234,//魔法参数
                  totalCount:2323, //总连接数
                  inCount:22,   //被动连接数
                  outCount:33,  //主动连接数
                  isActive:1,//0未激活,1 已激活
                  isCrossChain:1 //0不是跨链网络,1跨链网络
                  },{}
                  ]
          }
      }
      
    • 返回字段说明

      parameter type description
      chainId int 链id
      magicNumber int 魔法参数
      totalCount int 总连接数
      inCount int 被动连接数
      outCount int 主动连接数
      isActive int 0未激活,1 已激活
      isCrossChain int 0不是跨链网络,1跨链网络
  • 依赖服务

​ 无

2.2.10 获取指定nodeGroup下的连接信息

  • 功能说明:

    获取指定的网络id下所有节点的信息

  • 流程描述

  • 接口定义

    • 接口说明

      获取节点信息

      method : nw_getNodes

    • 请求示例

    {
        "chainId":125,
        "state":1,
        "isCross":1,
        "startPage":1,
        "pageSize":5
    }
    
    • 请求参数说明
    index parameter required type description
    0 chainId true int 网络id
    1 state true int 0所有链接,1已连接,2 未 连接
    2 isCross true int 0普通连接 1跨链连接
    3 startPage true int 开始页数
    4 pageSize true int 每页记录数
    • 返回示例

    Failed

    {
       "minVersion": 1.2,
        "code":1,
        "msg" :"xxxxxxxxxxxxxxxxxx",
        "result":{}
    }
    
    

    Success

    {
     "minVersion": 1.2,
     "code":0,
     "msg" :"xxxxxxxxxxxxxxxxxx",
     "result":{
           list:[{
                    chainId:122,//链id
                    nodeId:"20.20.30.10:9902"
                    magicNumber:134124,//魔法参数
                    blockHeight:6000,   //区块高度
                    blockHash:"0020ba3f3f637ef53d025d3a8972462c00e84d9
                         ea1a960f207778150ffb9f2c173ff",  //区块Hash值
                    ip:"200.25.36.41",//ip地址
                    port:54,//
                    state:"已连接",
                    isOut:"1", //0被动连接,1主动连接
                    time:"6449878789", //最近连接时间
    	     },{}
    	     ]
        }
    }
    
    
    • 返回字段说明
parameter type description
chainId int 链id
nodeId String 节点id
magicNumber int 魔法参数
blockHeight long 最新区块高度
blockHash String 最新区块hash
ip String ip地址
port int 端口号
state int 连接状态 1 连接 0 未连接
isOut int 0被动连接,1主动连接
time long 最近连接时间
  • 依赖服务

2.2.11 获取指定链网络概要信息

  • 功能说明:

    获取指定chainId的网络信息。

  • 流程描述

  • 接口定义

    • 接口说明

      获取链网络信息

      method : nw_getGroupByChainId

    • 请求示例

      {
          "chainId":142
       }
      
    • 请求参数说明

      index parameter required type description
      0 chainId true int 链Id
    • 返回示例

      Failed

      {
         "version": 1.2,
          "code":1,
          "msg" :"xxxxxxxxxxxxxxxxxx",
          "result":{}
      }
      

      Success

      {
       "version": 1.2,
          "code":0,
          "result":{
                  "chainId":1212, //链id
                  "magicNumber":324234,//魔法参数
                  "totalCount":2323, //总连接数
                  "connectCount":44,//已连接数量
                  "disConnectCount":32,//未连接数量
                  "inCount":22,   //被动连接数
                  "outCount":33,  //主动连接数
                  "connectCrossCount":44,//已连接跨链数量
                  "disConnectCrossCount":32,//未连接数量
                  "inCrossCount":22,   //跨链被动连接数
                  "outCrossCount":33,  //跨链主动连接数
                  "isActive":1,//0未激活,1 已激活
                  "isCrossActive":1, //0跨链网络未激活,1跨链激活
                  "isMoonNet":0 //0友链 ,1卫星链
                  }
      }
      
    • 返回字段说明

      parameter type description
      chainId int 链id
      magicNumber int 魔法参数
      totalCount int 总连接数
      connectCount int 已连接数量
      disConnectCount int 未连接数量
      inCount int 被动连接数
      outCount int 主动连接数
      connectCrossCount int 跨链已连接数量
      disConnectCrossCount int 跨链未连接数量
      inCrossCount int 跨链被动连接数
      outCrossCount int 跨链主动连接数
      isActive int 0未激活,1 已激活
      isCrossActive int 0跨链网络未激活,1跨链激活
      isMoonNet int 0友链 ,1卫星链
  • 依赖服务

​ 无

2.2.12 更新peer连接节点的信息(高度&Hash)

  • 功能说明:

    网络连接,在进行握手连接时带有peer节点的高度与Hash值,后续的peer连接节点的高度与Hash值由外部模块(区块管理模块)进行调用更新。

  • 流程描述

    1>节点启动时等待 区块管理接口 初始化完成,然后调用区块管理接口获取最新区块高度及hash值。

    2>握手时将节点相关信息放入Verion协议消息中发送到peer端。

    3>建立连接后,区块管理模块会调用该接口进行最新区块高度与hash值的更新。

  • 接口定义

    • 接口说明

      区块管理模块 调用进行节点的高度与Hash值的更新。

      method : nw_updateNodeInfo

    • 请求示例

      {
          "method":"nw_reconnect",
          "minVersion":1.1,
          "params":[
              1598,
              "10.20.30.20:8856",
              10,
              "0020ba3f3f637ef53d025d3a8972462c00e84d9ea1a960f207778150ffb9f2c173ff"
          ]
      }
      
    • 请求参数说明

    index parameter required type description
    0 chainId true int 网络id
    1 nodeId true String 网络节点id
    2 blockHeight true long 开始页数
    3 blockHash true String 区块最新hash
    • 返回示例

    Failed

    {
       "version": 1.2,
        "code":1,
        "msg" :"xxxxxxxxxxxxxxxxxx",
        "result":{}
    }
    
    

    Success

    {
     "version": 1.2,
     "code":0,
     "msg" :"xxxxxxxxxxxxxxxxxx",
     "result":{
       
        }
    }
    
    
    • 返回字段说明
parameter type description
  • 依赖服务

​ 无

2.2.13 注册网络协议处理器

  • 功能说明:

    网络模块在接收到对端发送过来的消息后,需要根据 消息协议头中的 cmd 来调用对应模块处理。

    cmd与模块的映射关系,需要各个模块在启动时候进行提交注册。

  • 流程描述

  • 接口定义

    • 接口说明

      注册远程节点间的消息调用指令

      method : nw_protocolRegister

    • 请求示例

      {
        "role": "bl",
        "protocolCmds": [
         "getBlockRequest",
          "downLoadBlock"
        ]
      }
      
      
    • 请求参数说明

    index parameter required type description
    0 role true String 模块角色
    1 protocolCmds true array 协议指令数组
    • 返回示例

    Failed

    {
      
    }
    
    
    

    Success

    {
       
    }
    
    
    • 返回字段说明
  • 依赖服务

​ 无

2.2.14 网络时间获取

  • 功能说明:

    获取网络时间进行本地时间偏差同步。

  • 流程描述

    网络模块获取网络上若干服务器的时间,进行偏差计算调整。如果网络时间获取失败,则向10个对等节点发出“时间获取协议”获取对等节点时间 进行偏差计算,如果还无法获取,则直接返回本地时间。

    说明:定时进行偏差修正。

  • 接口定义

    • 接口说明

      获取网络时间

      method : nw_currentTimeMillis

    • 请求示例

      RPC 统一格式
      
    • 请求参数说明

    index parameter required type description
    • 返回示例

    Failed

    RPC 统一格式
    
    

    Success

    {
       "currentTimeMillis":11544545466 
    }
    
    
    
    • 返回字段说明
parameter type description
currentTimeMillis long 1970-01-01至今的差值,单位毫秒
  • 依赖服务

​ 无

2.3 模块内部功能

2.3.1 模块启动

  • 功能说明:

    模块启动时,进行配置信息的初始化,注册服务初始化,各个内部功能管理数据库信息的初始化等。

  • 流程描述

​ 1>本地进行配置数据加载,数据库节点组及节点信息数据加载。

​ 2>监听区块管理模块的状态进入初始化完成,接口可调用,则调用获取最新本地节点的区块高度与Hash值。

​ 3>初始化完成,进入peer节点连接。

​ 4>网络模块在启动连接稳定后,可作为事件发送出去。

网络模块启动连接稳定的判定条件:x秒内 无新的握手连接产生,x秒内无高度的增长。x=10

  • 依赖服务

    依赖 核心模块,区块管理模块

2.3.2 模块关闭

  • 功能说明:

    模块关闭时,进行连接的关闭,线程管理的关闭,各个资源的释放,并通知状态给核心接口。

  • 流程描述

  • 依赖服务

2.3.3 peer节点发现

  • 功能说明:

    在网络模块启动后,进行peer节点的获取管理。

    节点获取的途径有:

    1>连接向种子节点,并请求地址获取。

    2>接收广播过来的节点消息。

    2>跨链网络的连接,比如作为主网链上的节点与平行链的连接,或者平行链上的节点与主网链的连接。

  • 流程描述

  • 依赖服务

​ 无

2.3.4 网络连接

  • 功能说明:

    一个节点即作为client端,主动连接已知的peer节点,同时也是server端,等待peer节点的连接。

    一个连接能够正常工作,需要通过握手协议,即互相发送version协议消息,协议具体定义参看下面的

    “协议-网络通讯协议部分”。

  • 流程描述

​ client在与server完成tcp连接后,需要通过业务version协议握手,只有握手成功的连接才能进行业务转发工作。连接中状态在持续X分钟后无法跃迁到已连接,则主动断开连接。

流程中发送version协议(参看协议的version结构体):

1>协议携带了节点的信息,包含:协议的版本信息,本端口的最高区块高度,区块hash值,

​ 对方节点的外网IP,端口,及跨链服务端口,以及本节点的外网IP,端口,及跨链服务端口。

2>只有通过version协议,才能建立业务连接,否则等待X=1分钟后将断开连接。

  • 依赖服务

2.3.5 心跳检测

  • 功能说明:

    检测连接是否还保持连接。通过client与server的ping-pong消息来进行维持保活。涉及的ping-pong协议定义参看“协议-网络通讯协议部分”

  • 流程描述

  • 依赖服务

2.3.6 连接数量验证

  • 功能说明:

    在建立节点连接时,会进行连接数量,如果达到最大值,则主动断开连接。

    流程描述

  • 依赖服务

2.3.7 节点的外网IP存储

  • 功能说明:

​ 一个节点可能存在多个网卡,也可能是在某个局域网内,所以在建立连接时,并不知道自己的外网IP地址。

而节点要广播自己的地址供外网peers节点连接,则需要知道自身的外网IP地址。我们的设计中,节点的外网是通过version协议消息进行携带发出的。

  • 流程描述

    在client接收到version消息时,可以知道自己的IP地址信息。

  • 依赖服务

2.3.8 节点的外网可连接检测

  • 功能说明:

​ 一个节点在建立连接时,可以广播自身的外网IP+port,给其他节点。但若一个节点是在某局域网内,则其外网的IP地址是无法直接去连接通的。因此为了检测节点的外网IP是否可用,可以通过自己的client连接自己的server来判断,如果连接成功,则IP可以用于广播,如果不成功则节点外网IP不能广播给其他节点。

  • 流程描述

    自我连接可能成功,也可能失败,如果成功则说明外网IP是可达的,便可以在建立连接时广播传递给网络中其他节点,如果不可达,则连接无法建立不用处理。

  • 依赖服务

2.3.9 peer节点的广播

  • 功能说明:

    将自身节点广播给网络中其他节点,在设计中,我们将通过组网网络稳定后,促发广播自身外网IP。

  • 流程描述

  • 依赖服务

2.3.10 请求/回复 getaddr协议消息

  • 功能说明:

    请求地址协议消息,获取更多的网络连接

  • 流程描述

    请求getaddr:

​ 1>网络稳定后,广播给peer连接节点,请求可连接地址列表。

​ 回复 getaddr

​ 1>peer跨链连接,主网链回复主网nodeGroup 的地址列表( IP+跨链端口),平行链回复自有链地址列表(IP+跨链端口)

​ 2>peer自有网络连接,节点则回复地址列表(IP+自有链端口)

  • 依赖服务

2.3.11 发送/接收地址逻辑

  • 功能说明:

    接收 网络传送的 addr协议消息处理逻辑

  • 流程描述

    发送addr:

​ 1>在新节点接入时会向同一nodegroup的其他连接peer广播 addr 消息。

​ 2> 在请求getaddr消息时,会得到addr消息回复。

​ 接收addr:

​ 1>判断地址是否本地已经拥有,如果拥有不转发,获取新增的addr。

​ 2>接收到的节点要通过 连接验证后,才能进行转发。

  • 依赖服务

2.3.12 跨链server端口的传递

  • 功能说明:

    一个node可以存在2个角色,一个是维护自有的内部链网络。另一个是作为跨链角色维护跨链网络。

    因此在server定义中我们将这2个网络的端口监听进行区分,以便各自相对独立。自有链定义一个serverPort1,跨链部分定义一个serverPort2.

  • 流程描述

    如下图,我们主网链网络与平行链网络产生一个跨链连接,当主网链中有个节点2连接上节点1时,是通过内部服务Port1来建立的连接,而节点1是可以将节点2 发送给 友链的节点A与节点B来进行连接,则此时发送给友链的信息中 应该是serverPort2,因此serverPort2需要再主网链的内部交互中进行传递。我们将该部分数据定义在version协议中进行传递。

  • 依赖服务

三、事件说明

3.1 发布的事件

​ 暂无

3.2 订阅的事件

​ 暂无

四、协议

4.1 网络通讯协议

version

用于建立连接(握手)

Length Fields Type Remark
4 version uint32 节点使用的协议版本标识
20 addr_you byte[20] 对方网络地址【IP+PORT1+PORT2】PORT2为跨链server端口 如:[10.32.12.25 8003 9003] 16byte+2byte+2byte
20 addr_me byte[20] 本节点网络地址【IP+PORT1+PORT2】PORT2为跨链server端口 如:[20.32.12.25 7003 6003] 16byte+2byte+2byte
4 block_height uint32 节点高度
block_hash varInt 区块hash
?? extend VarByte 扩展字段,不超过10个字节?

verack

用于应答version

Length Fields Type Remark
1 ack_code uint8 返回码,1代表正常,2代表连接已满

ping

用于维护连接,当一段时间未收到某个节点任何信息后,发送该消息,若能得到pong消息的回馈,则节点依然保持连接,否则关闭连接并删除节点

Length Fields Type Remark
4 randomCode uint32 随机数

pong

用于回应ping

Length Fields Type Remark
4 randomCode uint32 随机数

getaddr

用于请求网络中可用节点的连接信息。

Length Fields Type Remark
2 chainId uint16 链id
1 isCrossAddress uint8 是否请求跨链地址

addr

用于应答getaddr,或向网络中宣告自身的存在,节点接收到该消息后,判断节点是否已知,如果是未知节点,则保存,待验证通过后向网络中传播该地址。

Length Fields Type Remark
?? addr_list network address 每个节点18字节(16字节IP+2字节port)

bye

用于对等连接主动断开连接,拒绝服务对端消息业务

Length Fields Type Remark
1 byeCode uint8 预留字段

getTime

用于向对等节点获取时间

Length Fields Type Remark
4 messageId uint32 请求id

responseTime

回复对等节点时间

Length Fields Type Remark
4 messageId uint32 请求id
4 time uint32 时间值

4.2 交易协议

​ 暂无

五、模块配置

[network]
port=18001
crossPort=18002
#魔法参数
packetMagic=20190807
#种子节点
selfSeedIps=39.98.226.51:18001,47.244.186.65:18001,47.254.234.223:18001,47.74.86.85:18001
#主网的跨链种子连接节点,供平行链初始连接使用
moonSeedIps=39.98.226.51:18002,47.244.186.65:18002,47.254.234.223:18002,47.74.86.85:18002
#最大入网连接数
maxInCount=100
#最大出网连接数
maxOutCount=20

六、Java特有的设计

七、补充内容

Last Updated: 2019-9-3 16:38:35