分布式Fabric raft区块链性能影响因素定量研究*

李雪飞 严 悍 周亚茹 牛天胜

（南京理工大学计算机科学与工程学院 南京 210094）

1 引言

随着Fabric的不断发展，应用形式也更加多元化［1］，但区块链的性能短板也不容忽视。区块链的性能在一定程度上限制了其发展与应用，若要将基于Fabric区块链的应用进一步推广，务必要掌握其性能特性。raft共识协议是Fabric网络中容错性最强的共识协议之一［2～3］。因此对于使用raft共识协议的Fabric区块链的性能探究具有非常重要的现实意义。

王旭等通过建立区块链性能的数学模型，研究区块大小、区块生成速率以及网络传输速率等因素与区块链性能和安全性之间的定量关系［4］。Noah Weston等对移动网络仿真中的以太坊区块链进行了实验，探索了移动网络环境中区块链技术的性能［5］。Mohamed El Ghazouani等提出了一种MultiAgent系统，以操纵重复数据删除技术，该技术可以减少数据量，从而减少存储开销［6］。但现有的研究成果缺少针对分布式Fabric raft网络性能影响因素的研究，其性能也表现得比较复杂。因此本文针对Hyperledger Fabric网络架构，使用四台主机构建分布式区块链，采用raft共识协议，构建双机构，四个peer节点，三个orderer节点，以每秒交易数、平均响应时间、区块生成速率为性能指标进行测试，研究单用户操作单信道的Fabric raft网络性能。通过改变区块大小、背书策略、代理orderer节点对区块链的性能进行检测与分析，探究不同性能影响因素对性能的影响并深入分析。

2 测试网络架构与方法

2.1 测试网络架构

本文采用分布式Fabric raft区块链［7～8］。在raft集群中有leader、follower、candidate三种角色。最初所有节点都是follower，当超时后开始选举，所有节点变成candidate。……