交易同步优化

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区块链系统中，为了保障客户端发送的交易能到达所有节点，SDK直连的区块链节点需要将收到的交易广播给其他节点，如下图所示：

显然，SDK直连节点的出带宽与区块链节点总数成正比，随着区块链系统节点数的增加，该节点必然成为整个系统的瓶颈。

此外，为了保障节点网络断连的情况下，交易也能尽量到达所有节点，还引入了交易转发逻辑，节点收到其他节点广播过来的交易后，会随机选取25%的邻居节点转发收到的交易，在网络全连的情况下，这种交易转发策略无疑会带来巨大的带宽浪费，且节点数目越多，因交易转发带来的数据包冗余越多。

为降低SDK直连节点的出带宽、降低交易转发引起的大量冗余消息包，提升区块链系统的可扩展性，FISCO BCOS v2.2.0提出了交易广播优化策略和交易转发优化策略。

交易广播优化策略

为了降低SDK直连节点交易广播带来的网络压力，FISCO BCOS v2.2.0中，SDK直连节点收到交易后，沿着树状拓扑广播交易(树的宽度默认为3)。下图展示了优化前后7节点区块链系统交易广播拓扑：

• 优化前：节点收到SDK的交易后，全量广播给其他节点；

• 优化后：节点收到SDK的交易后，将其发送给子节点，子节点收到交易后，继续将其发送给自身的子节点。

采用交易树状广播后，上图所示的7节点区块链系统，SDK直连节点的带宽降低为原先的一半，且由于SDK直连节点以及其他节点广播交易的出带宽仅与树状拓扑的宽度有关，因此优化后的交易同步具有可扩展性。

交易转发优化策略

交易转发对于交易同步尤为重要，可以包含部分节点网络断连情况下，SDK发出的交易能尽量到达所有节点。但正如前面提到的，已有的交易转发策略会带来大量的带宽冗余，因此在交易树状广播的基础上，FISCO BCOS v2.2.0提出了交易转发优化策略，如下图所示，优化后的交易转发策略不直接转发交易，仅转发交易状态，节点根据其他节点的交易状态，获取缺失的交易，然后直接向对应节点请求交易。

上图中，SDK直连node0，但是node0与node1断连，此时node0仅能将交易广播给node2和node3。node2和node3收到交易后，将最新交易的列表打包成状态包发送给其他节点，node1和node4收到状态包后，与本地交易池内的交易列表做对比，获取缺失的交易列表，并批量向拥有这些交易的node2或node3请求这些交易。

交易转发具体流程如下：

• 节点收到新交易txs后，获取所有新交易的哈希，记为txs_hash_list，并将其打包成状态包，随机发送给25%的节点；

• 节点node_x收到某节点node_i交易状态包后，从中解出交易哈希列表txs_hash_list，并将其与本地交易池中的交易列表做对比，获取缺失的交易列表，记为missed_txs_hash_list，将其打包成交易请求，向node_i发出交易请求；

• node_i接收到交易请求后，从交易池中取出missed_txs_hash_list对应的所有交易，回复给node_x。

由于在全连的网络拓扑中，所有节点交易状态基本一致，因此节点间交易请求较少，相较于直接转发交易，大大降低了转发冗余交易引起的带宽浪费。