Apakah beberapa algoritma konsensus biasa? (mis., rakit, paxos)

Apakah beberapa algoritma konsensus biasa? (contohnya, rakit, paxos)

Algoritma konsensus adalah komponen kritikal sistem yang diedarkan, membolehkan beberapa nod atau proses untuk bersetuju dengan nilai atau keputusan data tunggal, walaupun beberapa nod mungkin gagal. Berikut adalah beberapa algoritma konsensus yang paling biasa:

1. Rakit : Rakit direka untuk lebih mudah difahami daripada algoritma konsensus lain. Ia membahagikan masalah konsensus ke dalam tiga subproblem: pilihan raya pemimpin, replikasi log, dan keselamatan. Dalam rakit, satu pelayan dipilih sebagai pemimpin, dan ia bertanggungjawab untuk menguruskan replikasi dan penyertaan log. Kesederhanaan rakit menjadikannya lebih mudah untuk dilaksanakan dan alasan.
2. Paxos : Paxos adalah salah satu algoritma konsensus terawal dan paling berpengaruh. Ia adalah keluarga protokol untuk menyelesaikan konsensus dalam rangkaian pemproses yang tidak boleh dipercayai. Paxos melibatkan beberapa peranan: pencadang, penerima, dan pelajar. Ia boleh menjadi lebih kompleks untuk dilaksanakan dan difahami daripada rakit tetapi digunakan secara meluas dalam pelbagai sistem yang diedarkan.
3. Multi-Paxos : Pelanjutan algoritma Paxos asas yang mengoptimumkan prestasi dengan memilih proposer (pemimpin) yang terkenal untuk satu siri contoh protokol asas Paxos. Ini mengurangkan overhead pilihan raya pemimpin untuk setiap keputusan.
4. ZAB (Penyiaran Atom Zookeeper) : Digunakan oleh Apache Zookeeper, ZAB adalah protokol penyiaran atom-pemulihan kemalangan yang memastikan jumlah pesanan kemas kini. Ia direka untuk menyediakan kelebihan yang tinggi dan latensi yang rendah.
5. PBFT (Toleransi Kesalahan Byzantine Praktikal) : PBFT direka untuk bekerja di persekitaran di mana nod mungkin berniat jahat (kesalahan Byzantine). Ia boleh mencapai konsensus dengan sehingga satu pertiga daripada nod yang rosak.

Setiap algoritma ini mempunyai kekuatannya dan sesuai untuk kes penggunaan yang berbeza dalam sistem yang diedarkan.

Bagaimanakah rakit dan paxos berbeza dalam pendekatan mereka untuk mencapai konsensus?

Rakit dan Paxos, sementara kedua -duanya bertujuan untuk mencapai konsensus dalam sistem yang diedarkan, berbeza dengan ketara dalam pendekatan dan kerumitan mereka:

1. Kefahaman dan kesederhanaan :

   • Rakit : Rakit direka untuk menjadi lebih mudah difahami dan lebih mudah dilaksanakan. Ia memecahkan masalah konsensus menjadi tiga subproblem yang jelas: pemilihan pemimpin, replikasi log, dan keselamatan. Pendekatan modular ini menjadikannya lebih mudah bagi pemaju untuk memahami dan melaksanakannya.
   • Paxos : Paxos sering dianggap lebih kompleks dan sukar difahami. Ia melibatkan pelbagai peranan (pencadang, penerima, pelajar) dan fasa, yang boleh membuat pelaksanaan dan penalaran mengenai algoritma yang lebih mencabar.

2. Pilihan Raya Pemimpin :

   • Rakit : Rakit menggunakan mekanisme pemilihan pemimpin yang mudah di mana nod mengundi calon, dan calon dengan majoriti undi menjadi pemimpin. Pemimpin kemudian menguruskan replikasi dan penyertaan log.
   • PAXOS : Di Paxos, pilihan raya pemimpin kurang jelas. Mana -mana pencadang boleh mencadangkan nilai, dan penerima mengundi di atasnya. Pencadang yang mendapat majoriti undi menjadi pemimpin untuk pusingan konsensus itu.

3. Replikasi log :

   • Rakit : Rakit memastikan semua log direplikasi dalam urutan yang sama di semua nod. Pemimpin menghantar penyertaan log kepada pengikut, dan apabila majoriti nod telah mengakui kemasukan itu, ia dianggap komited.
   • Paxos : Paxos juga memastikan replikasi log tetapi melakukannya melalui proses yang lebih kompleks yang melibatkan pelbagai cadangan dan penerimaan. Nilai yang dipilih adalah yang mendapat majoriti penerimaan.

4. Keselamatan dan Lines :

   • Rakit : Rakit memastikan keselamatan melalui penggunaan nombor jangka panjang dan keperluan bahawa kemasukan log mesti direplikasi kepada majoriti nod sebelum dianggap komited. Lemene dipastikan oleh mekanisme pemilihan pemimpin.
   • Paxos : Paxos memastikan keselamatan melalui penggunaan sistem nombor undi dan keperluan bahawa nilai mesti diterima oleh majoriti penerima. Lemene boleh menjadi lebih mencabar untuk menjamin di paxos kerana sifatnya yang lebih kompleks.

Ringkasnya, rakit direka untuk menjadi lebih mudah dan mudah dilaksanakan, sementara Paxos, walaupun lebih kompleks, sangat fleksibel dan digunakan secara meluas dalam pelbagai sistem yang diedarkan.

Apakah kelebihan menggunakan algoritma konsensus dalam sistem yang diedarkan?

Algoritma konsensus menawarkan beberapa kelebihan utama dalam sistem yang diedarkan:

1. Toleransi kesalahan : Algoritma konsensus membolehkan sistem terus beroperasi walaupun beberapa nod gagal. Dengan memastikan bahawa majoriti nod bersetuju dengan keputusan, sistem boleh mentolerir kegagalan dan mengekalkan konsistensi.
2. Konsistensi : Mereka memastikan bahawa semua nod dalam sistem mempunyai pandangan yang konsisten terhadap data. Ini adalah penting untuk mengekalkan integriti sistem, terutamanya dalam senario di mana data sedang direplikasi merentasi pelbagai nod.
3. Skalabiliti : Algoritma konsensus membolehkan sistem yang diedarkan untuk skala secara mendatar dengan menambahkan lebih banyak nod. Skala ini adalah penting untuk mengendalikan peningkatan beban dan meningkatkan sistem tanpa menjejaskan prestasi atau konsistensi.
4. Ketersediaan Tinggi : Dengan mengedarkan proses membuat keputusan di pelbagai nod, algoritma konsensus membantu memastikan sistem tetap tersedia walaupun beberapa nod turun. Ini amat penting untuk aplikasi yang memerlukan operasi berterusan.
5. Integriti Data : Mereka menghalang rasuah data dan memastikan kemas kini digunakan dalam urutan yang konsisten di semua nod. Ini penting untuk mengekalkan ketepatan keadaan sistem.
6. Penyelarasan : Algoritma konsensus memudahkan koordinasi di antara bahagian -bahagian sistem yang diedarkan. Mereka membantu membuat keputusan mengenai peruntukan sumber, penjadualan tugas, dan operasi kritikal yang lain.
7. Keselamatan : Beberapa algoritma konsensus, seperti PBFT, direka untuk mengendalikan kesalahan Byzantine, di mana nod mungkin berkelakuan jahat. Ini menambah lapisan tambahan keselamatan ke sistem.

Secara keseluruhannya, algoritma konsensus adalah penting untuk membina sistem yang diedarkan, berskala, dan boleh dipercayai.

Bolehkah anda menerangkan aplikasi dunia sebenar di mana rakit atau paxos dilaksanakan?

Satu aplikasi rakit dunia yang terkenal di dalam ETCD , sebuah kedai nilai utama yang diedarkan yang menyediakan cara yang boleh dipercayai untuk menyimpan data merentasi kumpulan mesin. ETCD digunakan dalam pelbagai sistem, termasuk kubernet, untuk penemuan perkhidmatan dan pengurusan konfigurasi.

Dan sebagainya dan rakit :

• Gunakan Kes : Di Kubernetes, ETCD digunakan untuk menyimpan keadaan kluster, termasuk maklumat mengenai nod, pod, perkhidmatan, dan sumber lain. Negeri ini perlu konsisten merentas semua nod dalam kelompok.
• Pelaksanaan : ETCD menggunakan rakit untuk mencapai konsensus di antara nod dalam kelompok. Apabila perubahan dibuat kepada keadaan kluster (contohnya, pod baru dicipta), perubahan itu dicadangkan kepada kluster ETCD. Algoritma rakit memastikan bahawa perubahan ini direplikasi kepada majoriti nod sebelum dianggap komited.
• Manfaat : Penggunaan rakit dalam ETCD memastikan bahawa keadaan kluster tetap konsisten dan tersedia walaupun beberapa nod gagal. Ini adalah penting untuk operasi Kubernet yang boleh dipercayai, di mana keadaan kluster mesti ditunjukkan dengan tepat di semua nod.

Satu lagi contoh aplikasi dunia Paxos sebenar adalah di Chubby Google , perkhidmatan kunci yang diedarkan yang digunakan untuk penyegerakan yang diedarkan kasar.

Chubby dan Paxos :

• Gunakan Kes : Chubby digunakan untuk menguruskan kunci dan primitif penyegerakan lain dalam sistem yang diedarkan Google. Ia memastikan bahawa hanya satu proses yang dapat mengakses sumber pada satu masa, mencegah konflik dan memastikan integriti data.
• Pelaksanaan : Chubby menggunakan varian algoritma Paxos untuk mencapai konsensus di antara nod dalam sel montel. Apabila pelanggan meminta kunci, permintaan itu diproses oleh Master Chubby, yang menggunakan Paxos untuk memastikan keadaan kunci adalah konsisten di semua replika.
• Manfaat : Penggunaan paxos di Chubby memastikan bahawa perkhidmatan kunci tetap sangat tersedia dan toleran kesalahan. Walaupun sesetengah nod gagal, sistem boleh terus beroperasi dan mengekalkan integriti kunci.

Contoh-contoh ini menggambarkan bagaimana rakit dan paxos digunakan dalam aplikasi dunia nyata untuk memastikan konsistensi, ketersediaan, dan toleransi kesalahan dalam sistem yang diedarkan.

Atas ialah kandungan terperinci Apakah beberapa algoritma konsensus biasa? (mis., rakit, paxos). Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!