一种设计通信顺序进程通道服务的方法.pdf

第22卷第4期
上海电机学院学报
Vol 22 No.
2019年
JOURNAL OF SHANGHAI DIAN UNIVERSITY
2019
文章编号2095-0020(2019)04-0245-04
种设计通信顺序进程通道服务的方法
赵扬
(中国证券登记结算有限责任公司上海分公司,上海200120)
摘要当前金融机构正在寻求使用区块链技术重构关键性应用软件。通常,设计者引用通信
颅序进程(CSP)库去构建这些软件,便可方便套用CSP模型去验证软件在并发通信过程中的安全
性。然而,在现有的CSP库中,通道以面向对象方式被抽象、设计和实现,在名称解析、序列化和反序
列化方面存在单点故障和额外开销,设计者难以使用他们来构建大规模网络分布式应用。利用
Kademlia网络实现的路由算法,对CSP模型中提出的通道进行重新抽象,并把它设计为由一组远程
调用过程构成的网络服务,使其具有改良的可靠性和护展性,为设计者在区块链网络中开发大规模、
安全的分布式应用提供了现实意义。
关键词 Kademlia覆盖网络;通信顺序进程(CSP)通道;进程同步通信
中图分类号TP311
文献标志码A
A method of design communicating sequential process channel service
ZHAO Yang
(China Securities Depository and Clearing Cooperation Itd., Shanghai 200120, China)
Abstract Currently financial institutions are looking forward to reconstructing critical
applications based on Blockchain technology. Usually, designers can easily adopt communicating
sequential processes(CSP) model to verify on security of concurrent communicating processes
providing with a library that implements primitives and utilities proposed in CSP theory. However
since the abstract, design and implementation of channel are object-oriented in present libraries
single point of failure in naming resolution and performance overhead brought about b
serialization/deserialization limit the utilization to apply to construct network distributed application
in large-scale. By facilitating routing function in Kademlia overlay network, re-abstracting and
designing CSP channel into network service composed by a set of remote procedure calls improve
reliability and
lity in performance, which enables designer to develop large scaled secure
network distributed applications in underlying Blockchain network in reality.
Key words Kademlia overlay network; communicating sequential processes(CSP)channel;
rocess synchronous communication
收稿日期:2019-06-2
作者简介:赵扬(1985-),男,硕士,主要研究方向为网络通信和信息安全, E-mail: employee(@ live,com
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上海电机学院学报
2019年第4期
使用进程代数方法以通信顺序进程可靠且本质上具备扩展特性的通道服务是可能的。
( Communicating Sequential Processes,CSP)为模型,②在网络主机之间对语言级别的通道对象序列化
对网络分布式软件中的进程进行形式化验证是确认和反序列化产生额外开销之事实,启发了以简化的
其系统并发行为的有效理论途径山。它适用于基于方式对通道进行抽象和实现的构想。即选择使用
CSP原语和实用概念构建的软件。然而,在技术应远程过程调用实现进程同步通信,可以降低对通道
用层面,金融行业开始将区块链技术用来构建大规对象序列化和反序列化产生的额外开销,提高系统
模网络分布式应用。面向金融科技行业而设计的性能。
领域特定编程语言尚不成熟,以面向对象的通用
编程语言实现CSP原语、实用概念的做法对构建大
进程通信
规模、可扩展、其并发特性可验证的网络分布式系统
配置通道』读取通道」写人通道
依然具有现实意义。例如,Ian等提出,通道被
通道服务
抽象为了具有缓冲或者非缓冲类型,具备数量不确
查找通道更新状怂消总同步
定的读取或者写人端的语言级别对象,进程可以通
过它发送和接收消息。但是,不支持分布在网络主
搜索键字
存储散列
机上的进程之间相互通信。文献[5以及对它的修
査找节点节状读取健值」写入键值
订文献[9,采用基于名称解析方法访问远程对象的
机制,实现了适用于进程在网络主机之间进行通信
网络通信
的通道0。进程使用通道的基本过程:①A进程在
图1设计功能架构
本地创建通道对象;②A进程发布通道对象的名
称:③B进程通过名称服务解析获取通道的读取或2设计通道
者写人端对象;④A和B通过对象发送消息
在工程上,文献[5,9]存在两方面的问题
通道必须满足以下原则:①进程之间是匿名
①在可靠性方面,系统采用无冗余设计的远程对的;②进程之的通信是同步的;③进程之的
象访问服务。如果有关功能的实现发生故障,那么通信是有序的。在本文阐述的方法中,通道被重新
系统就无法管理通道实例:②の在扩展性方面,系统抽象为满足以上原则的一组可被远程调用的过程,
对语言级别对象进行序列化和反序列化在时问和以及它们所操作的状态数据。这些过程被设计为
空问上均存在额外开销。如果进程委托远程对在对等网络节点上运行着的有状态的网络服务的
象访问服务管理大量的通道灾例,那么进程频繁创一部分。因此,在设计中不存在对通道进行具有创
建、加入、获取通道对象会延长系统的响应时问。建、销毁语义的操作,通道也不具有在面向对象的
抽象中的生命周期。在设计中通道是包含实现以
1设计方法
下功能的过程:①接收调用者关于读取和写人操
在 Kademlia等网络上设计管理和实现通作的请求:②)按照顺序对读取和写入操作进行匹
道的方法可以解决以上两方面