領導者選舉算法

Question

我正在探索集群計算中的各種架構。 一些流行的是：

1. 主從。
2. RPC
3. ...

在Master-slave中，通常的方法是將一台機器設置為主機，將一堆機器設置為主機控制的從機。 一個特別的算法讓我感興趣。 它被稱為Leader-Election Algo ，它在選擇哪些機器將成為主機時具有一定的隨機性。

我的問題是 - 為什么有人想以這種方式選擇一台主機？ 與手動選擇機器作為主機相比，這種方法有什么優勢？

Answer 1

這種算法有一些優點：

1. 選擇節點作為領導者將動態完成，例如，您可以選擇性能最高的節點，新節點的到達可能是更好的選擇。

2. 動態選擇領導者的另一個好方法是，如果其中一個節點出現重大故障（例如PC正在關閉），您還有其他選擇，無需手動更改領導者。

3. 如果您手動選擇節點應手動配置所有其他節點以使用此節點，並手動設置其時間，...但此算法將幫助您處理時序問題。

4. 例如（不太相關）為什么在大多數情況下使用DHCP？ 太多的配置將被這種算法所困擾。

Answer 2

使用這種算法的主要思想是擺脫額外的配置，增加某種靈活性，以及​​整個系統的穩定性。 但通常（在HPC / MPI應用程序中）手動選擇主節點。

假設您的主選擇算法非常簡單 - 獲取可用系統列表並選擇具有最高IP地址的系統。 在這種情況下，您可以輕松地在任何節點上啟動新進程，它將自動找到主節點。

這種想法的一個很好的例子是WCCP協議“指定代理”選擇算法，其中代理的數量可以是靈活的並且在運行時中選擇主節點。

Answer 3

考慮節點網絡，始終擁有一個領導節點至關重要。 如果當前的領導者去世，那么網絡有些人必須選擇另一個領導者。 鑒於這種情況和要求，有兩種可能的方法。

1. 中央系統方法，其中有一個中心節點決定誰將成為領導者。 如果當前領導者死亡，那么這個中心節點將決定誰應該接管領導者角色。 但這是單點故障，即負責決定領導者的中心節點，如果當前領導者死亡，那么就沒有人選擇領導者。

2. 在同一場景中，我們可以使用分布式領導者選擇，因為所有節點都達成了領導者應該達成的共識。 因此，我們不需要有一個中心節點來決定領導者應該是誰，從而消除單點故障。 當領導節點死亡時，將有一種方法來檢測節點故障，然后每個節點將啟動分布式領導者選擇算法，並相互達成選舉領導者的共識。

因此，簡而言之，當您的系統沒有中央控制時，可能是因為系統可以在沒有單點故障的情況下進行擴展，在這些系統中選擇某個節點時，會使用領導者選舉算法。