[发明专利]一种支持区块链业务的NDN网络通信方法

说明书

本发明公开一种支持区块链业务的NDN网络通信方法，针对NDN网络具有优良的内容分发能力，包括对多播广播等的支持，但是缺乏对于区块链业务高效完善的支撑能力等问题，在现有NDN网络基本通信模式和规则的基础上，设计增加了支持区块链业务的通信规则，并在原有NDN通信网络节点模型中设计增加一个专门针对推送服务待定兴趣表(PPIT)，同时设计完善的读写表过程，用于记录区块链业务实时推送新交易、新区块的请求包信息、指导数据包回传的路径，以记录区块链业务请求，从而保证该业务在不浪费NDN网络带宽资源和节点处理能力的基础上实现实时可达的通信。

技术领域

本发明属于数据通信的技术领域，尤其涉及一种支持区块链业务的NDN网络通信方法。

背景技术

命名数据网络(NDN，Named-Data Networking)作为一种新型的网络架构，能够天然支持内容分发、多播广播、移动性等能力，保证数据的安全性。NDN最初的提出是针对互联网的使用逐步转变成用户对内容的获取，设计了以用户请求驱动的主动“拉取”内容的网络通信模式，并在解决现有IP网络问题及内容分发性能上取得了很好的效果。然而对于像区块链业务这种由内容生成者产生内容并需要及时推送给其他用户的应用模式，NDN的体系架构中就欠缺了相关的考虑或者说效能保证。特别是在基于区块链技术的应用处于当前各个行业领域积极推行的时刻，因此结合NDN本身的优势，如何进一步加强对于区块链业务的支持，成为目前急需解决的问题之一。

关于在NDN网络中全面地支持如比特币业务这种分布式的区块链系统，目前已有的实现方法主要还是基于NDN现有的网络通信模式和规则，首先定义了针对区块链业务的命名规则，一种是获取区块的请求命名(包括制定每个区块的名字规则)，一种是获取区块同步情况的请求命名。一旦参与区块链业务的每个节点存储了新的区块后，都会持续在网络中发送对新区块之后的下一个区块的请求，若有节点生成新区块则会满足该请求，否则请求得不到数据包回应则会持续发送。并且也会向整个区块链业务系统中的其他节点发送同步请求，也即将自己当前存有的最新区块信息广播给系统中的所有其他节点，如果其他节点有比自己更新的区块，则将这些新的区块全部以数据包的形式，反向传输发送给请求节点，直至整个系统都保持存储同步的区块链，从而避免中断导致的丢包问题。通过这样的命名规则和通信方法来保证对于区块链业务的支持。

目前在NDN网络中实现对于区块链业务的支持时，仍然是基于原有的NDN网络通信模式，即用户请求驱动数据由内容生产者处发送。然而区块链业务交易数据的产生并不是每时每刻都在发生，这些交易可能是用户随时发起的，也就是说这些交易可以是一段时间内突发进行很多笔、也可以是很长一段时间内一直不发生交易。因此，在目前的方案中，如果仍然是靠参与区块链业务的节点不断向网络中发起请求新区块的兴趣包，则是对带宽资源、NDN路由器处理能力的一种浪费。另外，整个区块链业务系统通过节点间彼此发送同步请求而达到稳定状态，也会带来数据包的重复传输，并不是最简单直接的办法。

发明内容

针对区块链业务本身的特征、以及以上现有方案存在的一些问题和不足，本发明力求在保留原有NDN网络优良特性的基础上，设计研究对于区块链业务的支撑，希望尽可能的减少NDN网络中不必要的通信资源浪费，并保证区块链业务的实时性和可达性需求。首先，区块链业务，以比特币为例，是由用户主动发起交易行为，由系统中其他节点对这笔交易进行认证记账，从而确保该笔交易成功完成且不可篡改。这就意味着，一旦有用户发起交易，所有参与记账的节点都需要尽快收到这笔交易，然后进行新区块的创建，并广播给其他参与记账节点，通过工作量证明使得所有记账节点达成共识，最终完成这笔交易的记账。因此，为了保证区块链业务的实时可达，本发明在设计时会首先考虑让整个系统的通信节点互相建立路由信息，然后在NDN路由器节点中专门设计支持区块链业务类型的请求包记录表，使得这类业务的通信是主动由数据信息生成者发起的，请求路径建立好后，再由数据信息生成者按此路径发送数据包。从而实现产生数据便建立通信的过程，无需额外的资源浪费。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：