(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210344499.2 (22)申请日 2022.03.31 (71)申请人 顾松林 地址 214000 江苏省无锡市梁 溪区芦中路 340号 (72)发明人 顾松林　 (51)Int.Cl. H04L 67/1097(2022.01) H04L 67/568(2022.01) H04L 41/12(2022.01) H04L 9/32(2006.01) (54)发明名称 基于互联网的共识机制查询系统 (57)摘要 本发明公开了基于互联网的共识机制查询 系统， 包括分层分群架构模块、 分布式消息定序 模块和消息多备份缓存模块， 所述分层分群架构 模块用于采用分层分群的架构模式将整个网络 环境划分为多个集群， 所述分布式消息定序模块 用于利用分布式的消息通信网络， 在集群控制器 上定义定序节 点， 所述消息多备份缓存模块用于 利用消息转发路径的进行消息的多备份缓存， 所 述分层分群架构模块与分布式消息定序模块电 连接， 所述 分布式消息定序模块与消息多备份缓 存模块电连接， 实现管理员与定序节 点协同定序 并增加崩溃管理， 通过双层索引实现消息的快速 查找反馈， 本发明， 具有消息序号缺失可查询和 节点管理员崩溃可 管理的特点。 权利要求书3页 说明书7页 附图1页 CN 114844909 A 2022.08.02 CN 114844909 A 1.基于互联网的共识机制查询系统， 包括分层分群架构模块、 分布式消息定序模块和 消息多备份缓存模块， 其特征在于： 所述分层分群架构模块用于采用分层分群的架构模式 将整个网络环境划分为多个集群， 所述分布式消息定序模块用于利用分布式的消息通信网 络， 在集群控制 器上定义定序节点， 所述消息多备份缓存模块用于利用消息转发路径的进 行消息的多备份缓存， 所述分层分群架构模块与分布式消息定序模块电连接， 所述分布式 消息定序模块与消息多备份缓存 模块电连接 。 2.根据权利要求1所述的基于互联网的共识机制查询系统， 其特征在于： 所述分层 分群 架构模块包括管理员模块、 集群控制单元和物理设备及WSN模块， 所述管理员模块中的管 理 员是特殊的控制 器， 具备控制器功能以及整个网络管理功 能， 所述集群控制单元用于承担 集群内发布订阅事务的处理， 同时具有对物理环境处理的拓扑管理、 路由管理以及流表管 理等功能， 所述物理设备及WSN模块中的物理设备主要包括SDN交换机， 作用是根据集群控 制器下发的转 发规则对消息进 行转发， WSN层负责与用户进 行直接交互实现对消息的转 发， 所述管理员模块与集群控制单元网络连接， 所述集群控制单元与物理设备及WSN模块网络 连接。 3.根据权利要求2所述的基于互联网的共识机制查询系统， 其特征在于： 所述分布式消 息定序模块包括定序 节点模块、 协同定序管 理模块、 崩溃管理模块和唯一消息ID生 成模块， 所述定序 节点模块用于根据系统的拓扑结构 计算最小生成树的根节点， 所述协同定序管理 模块用于管理员将定序节点组成令牌环协同持有令牌的节点对收到的消息进 行定序， 所述 崩溃管理模块用于对节点和管理员发生崩溃时进 行状态转移处理， 所述唯一消息ID生 成模 块用于利用发布节点的WSN层在接收到发布消息后为消息生成唯一ID， 所述定序节点模块 与协同定序管理模块电连接， 所述崩溃管理模块与唯一消息ID生成模块电连接； 所述定序节点模块包括节点选择子模块、 缺失消息查询子模块和管理员功能子模块， 所述节点选择子模块用于管理员根据全网的拓扑结构以及每棵主题树的发布节点选择合 适的定序 节点， 所述缺失消息查询子模块用于用户在没有收到消息及没有接收到消息序号 时向系统查询缺 失消息， 所述管理员功能子模块用于将管理员的一些功能封装为接口并将 接口暴露给用户， 用户通过接口调用管理员的功能， 所述节点选择子模块与缺失消息查询 子模块电连接， 所述 缺失消息查询子模块与管理员功能子模块电连接； 所述崩溃管理模块包括节点崩溃管理子模块和管理员崩溃管理子模块， 所述节点崩溃 管理子模块用于当管 理员收到定序节点的终止序号后 将当前序号状态更新为 终止序号， 所 述管理员崩溃管理子模块用于对管理员随时出现崩溃的状况下利用定序节点的状态转移 保证消息的有序性， 同时恢复定序功能， 所述节点崩溃管理子模块与管理员崩溃管理子模 块电连接 。 4.根据权利要求3所述的基于互联网的共识机制查询系统， 其特征在于： 所述消息多备 份缓存模块包括多点缓存模块、 缓存节点选择模块和双层索引模块， 所述多点缓存模块用 于设置消息多备份保证当网络边缘缓存节点故障时可以由其他备份节点提供消息查询服 务， 所述缓存节点选择模块用于获取发布组的消息转发路径上所有集群并进行排序选择， 所述双层索引模块用于采取双层索引的方式实现订阅者查找缺失消息时的快速查找， 所述 多点缓存模块与缓存节点选择模块电连接， 所述缓存节点选择模块与双层索引模块电连 接。权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114844909 A 25.根据权利要求4所述的基于互联网的共识机制查询系统， 其特征在于： 所述共识机制 查询方法主 要包括以下步骤： 步骤S1： 启动管理员与集群控制器， 集群订阅以主题树为单位选择定序节点， 管理员根 据定序节点选择算法， 通过广播定序节点列表告知集群控制 器选择结果， 被选中的集群控 制器启动相应的定序程序； 步骤S2： 定序节点启动成功后， 管理员按照令牌环的顺序依次向定序节点下发令牌， 定 序节点收到 令牌后开始定序； 步骤S3： 管理员下发序号的初始值， 目标定序节点根据集群内的消息数量返回序号的 终止值， 管理员收到序号的终止值后正式向定序节点下发令牌， 定序节点收到令牌后正式 为消息定序并通过广播的形式告知消息的序号， 完成定序后释放令牌； 步骤S4： 定序节点与管理员协同配合生成序号后， 定序节点将主题的唯一ID与消息序 号一一对应并进行 下发； 步骤S5： 通过多次发送消息的方式确定定序节点是否崩溃， 定序节点通过消息超时的 方式以确定管理员是否崩溃； 步骤S6： 缓存节点收到主题消息时通过双层索引的方式将消息缓存在硬盘文件中， 通 过双层索引的保存方式进行消息的快速查找； 步骤S7： 通过将已收到的消息与收到消息序号后的订阅节点进行对比， 判断是否有消 息缺失， 并根据判断结果向缓存节点进行查询。 6.根据权利要求5所述的基于互联网的共识机制查询系统， 其特征在于： 所述步骤S1 中， 所述以主题树为单位选择的定序 节点， 是指通过基于全网的拓扑结构， 构建所有集群节 点的完全联通子图 以及构建所有发布节点的最小联通子图和发布节点的最小生成树， 并计 算某一主题树的全部发布节点在全网中的联通子图和连通子图的最小生成树， 最后删除所 得的最小生成树中度为一的节点， 得到发布节点的最小生成树， 其中最小生成树的根节点 即为该主题树的定序节点。 7.根据权利要求6所述的基于互联网的共识机制查询系统， 其特征在于： 所述步骤S2进 一步包括以下步骤： 步骤S21： 管理员根据全网的拓扑结构以及每棵主题树的发布节点以主题树为单位选 择合适的定序节点； 步骤S22： 发布者通过发布节点进行消息的发布， 定序节点在发布节点发布消息时与订 阅节点同时对主题消息进行监听； 步骤S23： 管理员将定序节点组成令牌环， 按照令牌环的顺序依次向定序节点下发令 牌， 持有令牌的节点对收到的消息进行定序。 8.根据权利要求7所述的基于互联网的共识机制查询系统， 其特征在于： 所述步骤S3进 一步包括以下步骤： 步骤S31： 发布节点WSN层在收到用户发布的消息并进行转发前， 为每一个消息生成一 个唯一ID标识区分各消息， 并将唯一 ID封装到消息中， 将消息与唯一 ID共同进行转发； 步骤S32： 定序节点与管理员协同合作为消息生成全局有序序号， 定序节点将生成的序 号进行下发； 步骤S33： 管理员下发序号的初始序号m， 定序节点收到初始序号后根据当前节点内消权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114844909 A 3