P2P网络核心技术-Gossip 协议(在fabric网络中的应用)

P2P网络核心技术-Gossip 协议(在fabric网络中的应用)
Gossip protocol（也叫Epidemic Protocol-流行病协议），别名："流言算法"，"疫情传播算法"；
Gossip protocol：主要用在分布式数据库系统中各个副本节点同步数据之用：
1、Gossip 传播的一个完整过程：
（1）Gossip 是周期性的散播消息，把周期限定为 1 秒；
（2） 被感染节点随机选择 n个相邻节点散播消息，把n设置为3，每次最多往3个节点散播；
（3）每次散播消息都选择尚未发送过的节点进行散播；
（4） 收到消息的节点不再往发送节点散播，比如 A -> B，那么 B 进行散播的时候，不再发给 A；
注意：Gossip 过程是异步的，也就是说发消息的节点不会关注对方是否收到，即不等待响应；不管对方有没有收到，它都会每隔 1 秒向周围节点发消息。异步是它的优点，而消息冗余则是它的缺点。
这里一共有 16 个节点，节点 1 为初始被感染节点，通过 Gossip 过程，最终所有节点都被感染：

2、Gossip 的优点：
（1）扩展性：网络可以允许节点的任意增加和减少，新增加的节点的状态最终会与其他节点一致；
（2）容错：网络中任何节点的宕机和重启都不会影响 Gossip 消息的传播，Gossip 协议具有天然的分布式系统容错特性；
（3）去中心化：Gossip 协议不要求任何中心节点，所有节点都可以是对等的，任何一个节点无需知道整个网络状况，只要网络是连通的，任意一个节点就可以把消息散播到全网；
（4）一致性收敛：Gossip 协议中的消息会以一传十、十传百一样的指数级速度在网络中快速传播，因此系统状态的不一致可以在很快的时间内收敛到一致，消息传播速度达到了 logN；
（5）简单：Gossip 协议的过程极其简单，代码实现起来简单；

3、Gossip 的缺陷：
（1）消息的延迟：由于 Gossip 协议中，节点只会随机向少数几个节点发送消息，消息最终是通过多个轮次的散播而到达全网的，因此使用 Gossip 协议会造成不可避免的消息延迟。不适合用在对实时性要求较高的场景下；
（2）消息冗余：Gossip 协议规定，节点会定期随机选择周围节点发送消息，而收到消息的节点也会重复该步骤，因此就不可避免的存在消息重复发送给同一节点的情况，造成了消息的冗余，同时也增加了收到消息的节点的处理压力，而且由于是定期发送，因此，即使收到了消息的节点还会反复收到重复消息，加重了消息的冗余；

4、Gossip 类型：
（1）Anti-Entropy(反熵)：以固定的概率传播所有的数据；
（2）Rumor-Mongering(谣言传播)：仅传播新到达的数据；

5、Gossip 中的通信模式：在 Gossip 协议下，网络中两个节点之间有三种通信方式：
（1）Push：节点 A 将数据，推送给节点B，节点B更新本地 A 中比自己新的数据；
（2）Pull：  节点 A 将数据，推送给节点B，节点B将本地比 A 新的数据推送给 A，A 更新本地数据；
（3）Push/Pull：节点 A 将数据，推送给节点B，节点B将本地比 A 新的数据推送给 A，A 更新本地数据；节点 A 再将本地比节点B 新的数据推送给 B，B更新本地数据；

Gossip 在fabric网络中的应用：
1、利用一种随机的方式，将信息散播到整个网络中。在fabric网络中，peer节点是以Gossip协议来传播账本数据的，Gossip的数据是连续不断的，
    channel 上的每个peer都会不断的接收到，网络中其他peer传播数据的请求，为了保证数据账本的安全性，每个Gossip的消息message都是经过加密签名的，被伪造的信息，很容易识别出来的，并阻止它继续传播，Gossip的这种传播方式，很容易受到网络延迟，网络分区等影响，导致消息message丢失，但是因为Gossip的数据是连续不断的传播，所以最终网络中所有的peer都会达到一致的，最新的账本的状态；

2、Gossip传播协议，在fabric网络中主要的3个功能：
（1）维护和管理channel的peer成员，发现新的peer，不断探测新peer的状态，并更新新peer的状态；
（2）不断传播账本Ledger的数据，当一个peer收到一个新的账本数据的时候，它首先要把账本数据存到它本地的账本里，同时他还要以一定的方式把这个账本的数据传播出去，随机的传播给它周围的一些节点；
（3）对于新加入的peer，和一些账本数据落后的peer可以通过点对点的更新peer-to-peer state tranfer update，进行快速的更新账本数据；