运行原理

1. 整体架构

../../_images/architecture.png

整个体系分为如下部分:

1.1. 节点服务器

节点服务器相关的组件包括:

1)FISCO BCOS节点

FISCO BCOS节点的账本按照mysql存储。每次新增加一个区块,都会为mysql里添加一些数据。mysql表的变化会被记录到binlog中。binlog目录被放在data/groupX/BinaryLogs目录下,x表示群组号:

2)Nginx

FISCO BCOS节点本身并不会暴露binlog,如果希望外界读取到binlog,需要借助nginx。通过在nginx中配置端口和binlog目录的映射,外界就可以通过该端口访问到binlogs。

1.2. 全量数据组件

数据仓库组件自身由如下几个部分构成:

1)下载服务Fetcher Server

下载服务会持续轮询nginx端口,下载最新binlog日志到本地目录中。

2)解析服务Binlog Parser

解析服务持续读取未解析binlog日志,将每个区块对应的mysql变动条目都解析出来。

3)校验服务Binlog verifier

校验服务用于保证数据的可信性。校验服务会从其他节点拉取binlog进行对比,保证内容的一致性。同时,还会对数据本身进行校验,例如对于区块哈希校验、区块签名校验、交易根校验等。

4)存储服务Data Storage

存储服务按照binlog的变动,会将其内容应用到数据库中,使数据库形成节点状态的一致、全量的冷数据库。

5)检查点服务Checkpoint Handler

每一个区块数据的入库存储,都会生成一个检查点数据,该检查点包含了前置所有区块数据的哈希,用于额外对存储进行增信。

2. Binlog结构

一个Binlog记录了各区块对数据的信息。Binlog文件会包含起始区块高度,例如”4.binlog”表示该日志的首个区块为4。 FISCO BCOS采用了Binlog内部记录了每个区块导致哪些系统表被改变。数据的变动按照表(table)-行(entry)-列(fields)的结构组织。 Binlog的结构如下:

../../_images/binlog.png

3. 存储模型

表作用 字段 字段说明
sys_config 存储需要共识的群组配置项 name,value,enable_num 配置名称,配置值,该条记录生效块高
sys_cns 存储合约名到地址的映射关系 name,version,address,abi 合约名,合约版本,合约地址,合约ABI
sys_consensus 存储共识节点和观察节点的列表 name,type,node_id,enable_num 用于全量查询的标记,节点类型,节点ID,该条记录生效块高
sys_current_state 存储链最新的状态 key,value 状态项(目前有current_number/total_transaction_count),状态值
sys_table_access 存储每个表的具有写权限的外部账户地址 table_name,address,enable_num 表明,账号地址,该条记录生效块高
sys_tables 存储所有表的结构 table_name,key_field,value_field 表名,表主key的列名,表其他列的列名
sys_tx_hash_2_block 存储交易hash到区块号的映射 hash,value,index 交易hash,交易所在的区块号,区块中第几条交易
sys_number_2_hash 存储区块号到区块hash的映射 number,value 区块号,区块hash
sys_block_2_nonces 存储区块中交易的nonces number,value 区块号,该区块中的nonce列表
sys_hash_2_block 存储区块hash到区块数据的映射 key,value 区块hash,区块序列化数据
sys_hash_2_header 存储区块哈希对应的区块头数据 hash,value,sigs 区块hash,区块头序列号数据,签名列表
c_[合约地址] 存储外部账户信息 key,value 记录项(目前有balance/nonce/code/codeHash/alive),记录值

4. 数据检查逻辑

数据仓库组件会对binlog进行校验。校验分为两类:

  • 对比校验
  • 区块链校验

4.1. 对比校验

数据仓库组件会从多个节点拉取binlog,并对这些binlog进行对比。针对每一个区块,校验内容包括:

  • 区块高度相同
  • 变动的表相同,包括表的数量和表名
  • 每个表中的每一条记录(EntryInfo)都相同,包括检查每条行(ColumnInfo)都相同

4.2. 区块链校验

数据仓库组件还会检测区块链数据本身,包括:

  • blockHash:根据区块计算hash,看是否一致
  • parentHash:区块能否链接到上一个区块
  • sigList: 验证区块打包者的签名是否正确
  • blockNumber:校验区块高度
  • timestamp:校验区块时间
  • transaction:根据blockLimit,判断是否超时
  • stateRoot校验:transactions的stateRoot是否与header中一致