합의 알고리즘 -raft

합의 알고리즘

합의 알고리즘은 기계의 모음 회원 중 일부의 실패를 살아남을 수 일관된 그룹으로 작동 할 수 있습니다.

• 개인 체인 : (블록 체인 개념에 비해) 분산 합의 알고리즘의 전통적인 시스템 등 사육사의 ZAB 협정, paxos, 뗏목 등. 시스템은 노드 또는 네트워크 장애 원인을 고려하기 때문에, 클러스터의 악 노드의 존재를 고려하지 않고 개인 체인.
• 연합 체인 : 클러스터의 악 노드의 존재를 고려할 필요도, 클러스터에 노드를 고려하는 오류가있다. 연합 체인의 경우, 각각의 새로운 노드를 확인하고 감사해야합니다. 예를 들어 pbft 알고리즘의
• 공공 체인 : 네트워크에서 노드를 고려뿐만 아니라, 체인 및 제휴 유사하다 악 노드를 고려해야하는 실패가있다. 연합 체인과 가장 큰 차이점은 대중 체인 노드가 자유롭게 가입하거나 종료 엄격한 검증 및 감사가 필요하지 않습니다 수 있다는 것입니다. 예를 들어 pow.pos, 장애인 단체, 리플

뗏목 및 paxos

• 프로토콜 클래스 집합입니다 paxos
  • 기본 paxos
  • 멀티 paxos 지도자를 강화
• 멀티 paxos처럼 조금 뗏목

뗏목 알고리즘

두 종이

• 에세이 "이해할 합의 알고리즘의 검색에서 "
• 대형 종이 [ "합의 : 브리징 이론 및 실습"]

일부 오픈 소스 프로젝트 구현, etcd, tidb / tikv, 영사

알고리즘 개요

간단한 뗏목 알고리즘을 처리

리더 노드에 의해 뗏목 알고리즘은 일관성 문제를 해결합니다. 리더 노드는 클라이언트로부터 요청 로그 데이터를 수신 한 다음 로그가 제출 될 수있다, 리더 노드는 다음 다른 로깅 노드가 성공적으로 복사되어있는 클러스터를 통지 할 때, 노드의 절반 이상에 동기화 된 노드가 복제 클러스터에서 다른 사람에 동기화 뗏목 상태 머신 실행.

상기와 같이, 알고리즘은 뗏목 일관성 문제는 다음 하위 문제로 분할 해결한다.

• 리더 선거 : 클러스터 노드의 선두 주자가 있어야합니다.
• 복제 로그 : 리더 노드는 클라이언트의 요청과 클러스터의 다른 노드로 로그 데이터에 이러한 요청 재 동기화 시퀀스를받습니다.
• 보안 : 노드가 구현 데이터 입력 상태 머신의 뗏목을 제출 한 경우, 다른 노드에서 다른 로그 데이터가 동일한 인덱스 입력 상태 머신의 실행을 뗏목 더 이상 가능하지 않다.
• 회원 변경 (회원 변경)

리더 선거

节点刚启动，进入follower状态，同时创建一个超时时间在150-300毫秒之间的选举超时定时器。
follower状态节点主循环：
  如果收到leader节点心跳：
    心跳标志位置1
  如果选举超时到期：
    没有收到leader节点心跳：
      任期号term+1，换到candidate状态。
    如果收到leader节点心跳：
      心跳标志位置空
  如果收到选举消息：
    如果当前没有给任何节点投票过 或者 消息的任期号大于当前任期号：
      投票给该节点
    否则：
      拒绝投票给该节点
candidate状态节点主循环：
  向集群中其他节点发送RequestVote请求，请求中带上当前任期号term
  收到AppendEntries消息：
    如果该消息的任期号 >= 本节点任期号term：
      说明已经有leader，切换到follower状态
    否则：
      拒绝该消息
  收到其他节点应答RequestVote消息：
    如果数量超过集群半数以上，切换到leader状态
    
  如果选举超时到期：
    term+1，进行下一次的选举
复制代码

선거를 시작할 때, 추종자 사무실의 그 기간의 수를 증가하고 후보 상태로 전환됩니다. 그런 다음 클러스터의 다른 노드에 RequestVote RPC 요청을 전송하여 새로운 선거를 시작합니다. 후보 노드는 용어까지 다음 중 하나가 발생하는 상태를 유지합니다.

노드 후보는 투표가 클러스터의 다른 노드의 절반 이상을받은, 선거를 이겼다. 또 다른 노드는 지도자가되었다. 단일 노드 때 선거 시간 초과 곧 리더가된다 없습니다.

로그 복제

日志复制的流程大体如下：

每个客户端的请求都会被重定向发送给leader，这些请求最后都会被输入到raft算法状态机中去执行。
leader在收到这些请求之后，会首先在自己的日志中添加一条新的日志条目。
在本地添加完日志之后，leader将向集群中其他节点发送AppendEntries RPC请求同步这个日志条目，当这个日志条目被成功复制之后（什么是成功复制，下面会谈到），leader节点将会将这条日志输入到raft状态机中，然后应答客户端。

 committedIndex >= appliedIndex
复制代码

뗏목 알고리즘은 다음의 두 가지 이전에 속성 (LogMatch) 언급 일치하는 로그를 충족하기 위해이 두 가지 속성의 역할을 유지한다 :

• 두 개의 서로 다른 로그 용어의 항목과 같은 인덱스 번호가 동일한에 저장되어있는 명령이있는 경우.
• 로그의 두 가지 항목이 같은 용어 색인 및 번호가있는 경우, 그 사이의 모든 항목을 정확히 동일합니다.

보안

• 지도자 완전히 원리 : 로그 항목이 주어진 기간 내에 제출 한 경우, 다음 항목은 지도자의 임기를 모두 더 큰 숫자에 나타납니다
• << broadcastTime electionTimeout << MTBF