区块链技术的产生,从根本上打破了传统业务的信任体系,实现真正的去中心化。其具有的分布式、可追溯、可编程、不可篡改等特性使得区块链技术能够迅速被社会各界关注研究发展,区块链技术被认为是人类信用历史上第四个里程碑。由于区块链网络本质上是一个点对点网络,区块链网络管理模块对整个网络的正常运行起着举足轻重的作用。本文在对区块链网络管理模块的研究分析的基础上,设计并实现自己的区块链网络管理方案以及网络性能提升方案。主要研究工作包括:(1)研究区块链网络相关理论技术,包括密码学算法、P2P网络、通信协议、比特币和Hyperledger Fabric的网络模型以及分片技术相关理论。总结了区块链网络管理中需要用到的关键技术,包括安全保障技术,通信连接技术以及性能提升技术。分析了典型区块链网络管理方案模型,并对它们的优缺点进行了比较。(2)对区块链网络管理的相关功能需求进行分析,将区块链网络管理包含的功能模块进行细化研究。在此基础上提出了两种区块链网络管理方案——基于可信根CA机构的区块链网络管理方案和基于多节点决策共识的区块链网络管理方案。两种方案均对区块链网络管理模块中的基础通信、密钥管理、网络信息管理以及节点管理相关功能进行设计实现。不同的区块链网络管理方案能够根据不同的业务场景进行灵活选择,满足业务合作方的需求。(3)针对区块链网络管理中存在的性能痛点问题,进行区块链分片技术研究,并在此基础上提出了自己的区块链分片技术方案,包括网络分片与交易分片两部分。分片技术方案将整个区块链网络划分成多个不同的分片,进入到网络中的交易不再进行全网共识而在分片内部处理共识;对区块链分片方案进行仿真实现以测试分片方案的正确性。(4)对两种区块链网络管理方案以及区块链分片技术进行测试,通过不同用例来分析论证区块链网络管理方案的正确性与稳定性。使用OMNeT软件对区块链分片技术方案进行仿真测试,对比不同网络规模与不同分片数量带来的网络吞吐量差异。测试结果验证了分片技术作为区块链网络模块性能提升技术的可行性。