区块链与负载均衡

完成区块链应用的搭建，除了要编写和部署智能合约，还需打通业务系统和链上智能合约的交互，但在实际场景中，底层区块链和业务应用端之间的对接，往往会存在一系列的问题：

1）目前区块链底层种类多样，应用对接的方式各不相同，业务应用端往往对接成本高，逻辑复杂；

2）区块链本质上还是去中心化的数据库，某些应用场景下，业务高峰期，光一个应用的交易请求都可能导致节点瘫痪宕机。更进一步的，当对接多个应用端时，由于每一个节点都是单点，更有可能会成为限制区块链系统高可用性的瓶颈。因此，区块链管理者需要重点关注当一个或多个应用同时发起交易请求时，如何既保证交易请求不拥堵，又保证交易的成功率；

3）对接多个业务应用端时，如何保证统一的鉴权或黑白名单控制，并实现所有交易留痕审计和统一管控。

为解决上述痛点，趣链BaaS平台研发了前置代理，实现区块链的负载均衡。通过为区块链底层绑定前置代理，为其分配统一的独立网络IP，并对访问接口进行封装，实现在权限控制下业务应用端与链上节点进行通信。本文将详细介绍前置代理的原理和应用实例。

原文详见公众号： QTech

什么是负载均衡？

负载均衡（Load Balance）：将负载（工作任务）进行平衡、分摊到多个操作单元上进行运行，例如FTP服务器、Web服务器、企业核心应用服务器和其它主要任务服务器等，从而协同完成工作任务。究竟什么是“负载均衡”？我们用几个通俗例子讲解：

例一
领导安排了一个重要任务，可部门只有一个人，任务量巨大一个人无法完成，于是又招了几个人一起来处理这个任务，同时领导亲自将这个任务划分成了多个不同的小任务，并分配给不同的人。任务分配的过程就是“负载均衡”。

例二

某个打车APP，仅有一台服务器可以承载100人同时访问，然而一到早晚高峰期或者下雨天，会有1万人同时段发起打车，这段时间就会有1万多客户端对这台服务器同时发起请求。一台服务器是远远无法支撑业务的进行，那该怎么办？答案是：进行扩容，添加99台服务，用以维持1万用户对APP的访问请求。

但这也会引发很多问题，如果请求都打到一台服务器怎么办？那剩下的99台依然没有用处。这100台服务器如何分配任务？如何分配能既保证高峰期的巨大访问量，又能保证非高峰期的最低的能耗？这个时候就轮到负载均衡登场了。

区块链负载均衡如何实现？

区块链任意节点都是单点的，业务应用端在对接区块链节点时，为了保证高可用性也会连接多个节点，因此也会遇到一样的问题，应用端应该给哪个节点发送交易？这就需要采用负载均衡对应用端的请求做分配转发。

区块链本质是分布式账本，是分布在网络上多个节点或计算设备上的数据库，虽然分布在网络中的每个节点，但都是复制并存储同一个账本的副本，每一笔交易发起后会经历一段时间的节点共识，所以除了要采用传统负载均衡的随机分发、权重分类、最小连接数分发等固定策略进行分发，还需要针对区块链的真实业务量做特性适配。

比如：业务端和区块链节点之间是同步通信的，当交易量过大时，会存在交易尚未成功，业务端就无法发起新的交易，从而导致业务端拥堵的情况，如果把所有交易全发送给节点，则可能会导致节点的拥堵。所以在传统负载均衡的基础上，对业务端发送的交易做缓存处理，保证其既存在同步请求，又存在异步请求，避免业务端和节点的拥堵。

趣链BaaS与负载均衡

核心流程

联盟链管理员通过浏览器访问BaaS平台（如图步骤1），给绑定特定联盟链的访问代理配置访问凭证（AccessKey）（如图步骤2）；

应用开发者自定义开发区块链应用（如图步骤0），应用端通过携带AccessKey信息申请访问联盟链，先将链上请求发送给访问代理（如图步骤3）；

访问代理接收不同应用端的交易请求，将交易请求信息缓存到数据库中（如图步骤4）；

通过轮询的机制、均衡的流量分发调度机制以及鉴权机制等，向节点发送交易请求（如图步骤5）确保每一笔交易发送成功，成功上链；

应用端的请求记录均会回传至BaaS平台，用户可以通过BaaS平台查看相关的访问业务指标，有全方位的掌控。

具体实践

以上一篇NFT合约为例，详见原文《看完这篇！新手也能写NFT合约》，本章将介绍如何在趣链BaaS平台内，为示例联盟链绑定前置代理，便于应用端访问示例链并调用NFT合约。

准备工作：创建示例联盟链并部署NFT合约，复制合约地址以备用。

创建前置代理并绑定示例联盟链：在前置代理创建页面内，选择示例联盟链zzhhpc2011，并选择部署前置代理的主机。在完成网络检测后，可快速完成前置代理部署。

【参数配置页】

【部署进度页】

绑定AccessKey：随后为前置代理绑定一组特定的AccessKey。

在应用端配置必要信息：将示例联盟链的信息、前置代理访问URL、NFT合约地址和AccessKey等信息配置在应用端，应用端即可调用该NFT合约。

应用端访问：应用端开发者可携带AK信息申请访问联盟链，若鉴权通过则可以访问已授权前置代理的节点，并进行调用合约实例的操作。

下图是一个可视化demo页，先以选择mint方法，在页面内的参数框内填写nft合约的部署地址、nft的所有者地址、nft编号等信息，其他方法的调用相同。

调用成功后返回如下结果：

联盟链管理员查看应用端调用记录：如下图，回到趣链BaaS平台内的前置代理页面内，可查看通过前置代理进行的调用记录详情，可帮助联盟链管理者直观洞悉不同应用端的调用情况，在实操时可根据需求自定义查询，如按客户端地址、访问节点IP、调用方法等。

总结
上例详细展示了趣链BaaS在实现区块链与链外应用端对接方面的解决方案。通过前置代理背后配置的轮询机制、均衡的流量分发调度机制以及鉴权机制等，向节点发送交易请求，确保每一笔交易发送成功，稳定上链。此外，管理员可以为不同的应用端配置不同的AccessKey以区分标记，实现应用端调用联盟链的高效管控。