Raft 协议 - Fabric( 四 ) _区块

区块链性能表现非常复杂。比如执行1次交易的响应时间在2.1s～2.8s内，并发执行99次交易的响应时间也大致相同。但并发执行100次也许只需1.4s～1.37s 。
本文中采用一种类似负载测试的方法，针对一个方法或函数，一次性加载500个并发调用，然后记录每个调用的完成时间作为响应时间，以最后完成时间作为500个调用完成时间，以此来计算平均响应时间、每秒交易数、区块生成速率等各项性能指标。一次负载测试可分三个阶段。
加载、吞入阶段。从开始到最后一个调用完成加载，并记录开始时间与各调用的开始时间；承载、消化阶段。从加载完成到第1个调用完成，此阶段网络承载并发工作量；减载、吐出阶段。从第1个调用完成到最后1个调用完成，此阶段负载逐步减少，记录各调用完成时间。3 性能测试指标与影响因素 3.1 性能测试指标
本文中采用的测试性能指标主要为每秒交易数、平均响应时间、区块生成速率。
每秒交易数TPS( Per )：每秒完成的交易数量。用完成的交易数量除以所需时间求得。记t0为开始提交交易的时刻（s)，t1为所有交易均完成的时刻（s)，n为完成的总交易数量（个）。
平均响应时间ART(Time)：每次交易的平均响应时间，记RTi为第i个交易的响应时间（s)，n为完成的交易总数量（个）。
区块生成速率BLKPS(Block Per )：每秒产生的区块个数。记t0为开始提交交易的时刻（s)，t1为所有交易均完成的时刻（s)，b为在一次测试中产生的区块个数（个）。
3.2 性能影响因素
网络是一个分布式多节点密切协作的复杂系统，影响交易性能的因素非常多。在本文中选取区块大小、背书策略、代理节点作为性能影响因素进行分析。
3.2.1 区块大小
区块大小指每个区块中能够包含的最大交易数目。当至少满足以下三个条件之一时，便会产生一个区块。
该区块中从首个交易到达开始，等待时间超过2s；该区块中已接收的交易个数达到区块大小；该区块中字节大小达到512KB 。
实验结果预测假设：
针对不同大小的区块，在相同并发数量的情况下，生成的区块数目不同。以并发数为100为例。当区块大小为10时，将生成10个区块；区块大小为50时，将产生两个区块。因此预测，随着区块大小的增大，每秒交易数增大，平均响应时间降低，区块生成速率降低，并且都将趋于稳定。
3.2.2 背书策略
节点通过背书策略来确定一个交易是否被正确背书。本文网络中含有两个机构，org1与org2 。对于双机构网络，背书策略可选取单背书OR，双背书AND 。
单背书OR：org1或org2中任何一个peer节点背书成功即可。双背书AND：org1与org2机构中均至少一个peer节点背书成功。
实验结果预测假设：
背书策略为AND时与背书策略是OR时相比较，安全性更强，但需要的背书节点也更多。因此预测，每秒交易数降低，平均响应时间增大，区块生成速率降低。
3.2.3 代理节点
代理节点是raft网络中的接受请求节点，raft网络的节点是处理请求的节点，如果两者不是同一节点，代理节点需要将请求转发至raft的节点进行处理，如果二者是同一节点，则无需转发，可直接处理。
实验结果预测假设：
代理节点是raft网络中的节点时与是节点时相比较，需要一个交易转发的过程。因此预测，每秒交易数降低，平均响应时间增大，区块生成速率降低。
4 实验与数据分析 4.1 基准性能测试
首先进行基准性能实验，计算每秒交易数、平均响应时间、区块生成速率。相关参数配置如表2 。设置并发数为500，进行3次测试取平均值作为结果。