基于paxos的复制键值存储的领导者选举

Question

我将使用多个Paxos实现一个键值存储。 我会有几个节点，其中一个是主节点。 此主节点接收更新请求并将值复制到从属节点。

我的问题是如何选择主节点（或领导者）？ 我还可以使用Paxos算法吗？ 如果是这样，您是否认为有必要将paxos实现抽象为一个单元，该单元不仅可以由复制单元使用，还可以由领导选举单元使用？

如果我使用id最小的节点作为领导者？ 我该如何实施主租约？

谢谢你的回答。

Answer 1

在我得出实际问题之前，我建议对于类似paxos的系统，你不要把它看成是一种主从关系，而是一种平等关系。 基本Paxos甚至没有领导者的概念。 多领域作为性能优化在领导者身上发挥作用，选择该领导者是协议的一部分。

Multi-Paxos归结为下面的Paxos：有一个准备阶段和一个接受阶段。 Multi-Paxos的见解是，一旦一个节点赢得了接受轮次，它同时赢得了领导者选举，之后在该领导者检测到另一个节点已经接管领导之前，不需要准备阶段。

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而现在有一些实用的建议。 我有多年从事多种paxos，多paxos和其他共识系统的经验。

我首先建议不要实现Paxos或Multi-paxos。 在保持正确性的同时优化Paxos系统是非常困难的 - 特别是如果您有这些类型的问题。 我会考虑实施Raft协议 。

从两篇协议中可以看出，Raft协议可以比Multi-Paxos具有更好的吞吐量。 Raft的作者（和其他人）认为Raft更容易理解和实施。

您也可以考虑使用其中一个开源Raft系统。 我没有任何经验告诉你维护是多么容易。 不过，我听说过维护Zookeeper实例的痛苦。 （我也听过有关Zookeeper正确性证明的投诉。）

接下来，已经证明每个共识协议都可以永远循环。 在您的系统中构建一个超时机制，并在适当的时候进行随机退避。 这就是实际工程师如何克服理论上的不可能性。

最后，检查您的吞吐量需求。 如果您的吞吐量足够高，您将需要弄清楚如何跨多个共识集群进行分区。 那是一个完整的'蜡球'。

Answer 2

您可以使用并行多paxos实例来解决此问题，以管理群集的配置。 考虑通过multi-paxos更新的复制JSON对象包含以下信息：

• 序列号
• 现任领导者ID
• 当前领导者租约到期的时间戳
• 同伴ID列表

您可以使用stock paxos实现并将所有必要的逻辑放在网络层中：

• 删除从领导者以外的任何节点收到的所有准备和接受消息，直到租约到期为止。
• 在租赁到期前不久，主动提升序列号和领导者的租约时间。