共识算法是用于保证分布式系统一致性的机制。这里的一致性可以是交易顺序的一致性、账本一致性、节点状态的一致性等。一般地,我们根据容错类型将共识算法分为两类。
消息传播是主服务器收到客户端的写命令或者是key值过期的时候,给从服务器发送相同的写命令,来保证主从同步的。
在本文中,我们尝试从零开始设计一个拜占庭容错的共识算法。但由于本文是在阅读大量文献之后,思考整理得出的,难免会有“事后诸葛亮”的嫌疑,但这不要紧,我们的目的也不是真的为了设计一个全新的共识算法,而是站在设计者的角度,思考一个共识算法是如何一步步得出的。当然,在推理过程中,我们也会使用尽可能少的已知条件,让“从零开始”不那么“哗众取宠”。相信本文会让你对共识算法有一个较为全面的理解,以后如果遇到新的共识算法,也可以使用本文的思路分析,快速拿下。
该算法是继raft算法之后的再一次深入实践的共识算法,与raft、paxo一样都可以看作是分布式一致性算法。
集群(cluster)是Redis提供的分布式数据库解决方案,集群通过分片(sharding)来进行数据共享,并提供数据复制(replication)和故障转移(failover)等功能。下面介绍下Cluster的执行流程。
大多数分布式数据库至少提供了最终一致性,这意味着如果停止对数据库的写操作并等待一段时间,最终所有读请求将返回相同的值。但是,这是一个非常弱的一致性保证,所谓的一段时间并不确定。如果写入一个值,然后立即读取它,就不能保证读取到刚才写入的值。
原文发布于 systemdesign.one 网站。翻译自 Gossip Protocol Explained 。
为了保证集群完整性,默认情况下当集群 16384 个槽任何一个没有指派到节点时整个集群不可用。执行任何键命令返回(error)CLUSTERDOWN Hash slot not served 错误。这是对集群完整性的一种保护措施,保证所有的槽都指派给在线的节点。但是当持有槽的主节点下线时,从故障发现到自动完成转移期间整个集群是不可用状态,对于大多数业务无法容忍这种情况,因此建议将参数cluster-require-full-coverage 配置为 no,当主节点故障时只影响它负责槽的相关命令执行,不会影响其他主节点的可用性。
拜占庭问题是容错计算中的一个老问题,有莱斯特兰伯特等人在1982年提出。拜占廷帝国为5-15世纪的东罗马帝国,拜占庭城邦拥有巨大的财富,令他的十个邻邦垂涎已久,但是拜占庭高墙耸立,固若金汤,没有任何一个单独的邻邦能够成功入侵,任何单个城邦的入侵行动都会失败,而入侵者的军队也会被歼灭,使得其自身反而容易遭到其它九个城邦的入侵。这十个城邦之间也互相觊觎对方的财富并经常爆发战争。
本章我们回到全序广播的问题。全序广播非常适合实现状态机复制。实现全序广播的一种方法是指定一个节点作为leader领导者,并通过它转发所有消息。然后领导者通过FIFO广播来分发消息,这就足以确保所有节点以相同的顺序传递相同的消息序列。
Leader 选举过程,本质就是广播优先级消息的过程,选出数据最新的服务节点,选出优先级最高的服务节点,基本步骤:
1)在总线空闲时,所有单元都可以发送消息,两个以上单元同时发送消息时,对各消息的Identifier进行逐位仲裁比较,仲裁获胜的单元(具有较高优先级)可继续发送消息,仲裁失败的单元停止发送。
ping的错误回显的内容与icmp的差错消息相关的,根据回显报错的节点ip和内容,我们能知道那个节点出现问题,什么问题?
Zab协议 的全称是 Zookeeper Atomic Broadcast (Zookeeper原子广播)。 Zookeeper 是通过 Zab 协议来保证分布式事务的最终一致性。
» 学习者(learner),包括跟随者(follower)和观察者(observer),follower用于接受客户端请求并想客户端返回结果,在选主过程中参与投票
在之前的博文中分享过一系列一文搞懂:SPI协议、I2C协议、PID算法、Modbus协议等文章,也考虑过是否可以出一篇介绍CAN总线协议的文章,但是在之后的学习研究中,发觉CAN总线协议比较庞大和复杂,做为刚刚进入汽车电子行业的开发小白,一篇文章难以讲解清晰,所以决定在汽车电子专栏中连载分享关于CAN总线协议的相关知识。
Modbus是一种串行通讯协议,是Modicon公司(现在的施耐德电气 Schneider Electric) 于1979年为使用可编程逻辑控制器(PLC)通信而发表。Modbus已经成为工业领域通信协议事实上的业界标准,并且现在是工业电子设备之间常见的连接方式。
首先明确一个概念,关于MCU中通信总线和通信协议,通信总线是一种用于连接各种外设和模块的物理接口,它可以传输数据和控制信息。通信协议则是指在通信总线上传输数据时所遵循的规则和约定,以确保不同设备之间能够正确地交换信息,我们也可以把他叫做通信总线协议。
本章我们将研究 Broadcast protocols广播协议(也称为multicast protocols 组播协议),即向多个接收者传递同一条信息的算法。正如我们将在第5讲中看到的那样,这些协议可以用来构成更高级分布式算法。在实践中,几种不同的广播协议都有采用,它们的主要区别在于传递消息的顺序order。正如我们在上一讲中看到的,顺序的概念与时钟和时间密切相关。因此,我们将在本章开始时,更深入地研究时钟如何帮助我们跟踪分布式系统中的顺序。
Redis主从架构的工作模式为提供多台Redis服务,选择其中的一台作为master节点向外提供读写服务,剩下的作为slave节点从master节点复制数据,只向外提供读服务。
原文:https://www.infoq.cn/article/principle-and-impleme-of-de-centering-system-in-serf
消息队列的基本作用是提供可靠、高效、异步的消息通信机制,实现系统之间的解耦、异步处理、削峰填谷、数据分发和错误处理等功能。它在分布式系统、微服务架构和大规模应用中发挥着重要的作用。
基本思路,我们通过程序运行在不同端口号来模拟不同节点的P2P网络通信,也就是说一个进行看做一个节点
接触区块链的同学,多少都听说过拜占庭将军问题,经常看到或听到某某区块链使用某某算法解决了拜占庭将军问题,那么究竟什么是拜占庭将军问题呢什么是拜占庭将军问题 也被称为“拜占庭容错”、“拜占庭将军问题”。 拜占庭将军问题是Leslie Lamport(2013年的图灵讲得住)用来为描述分布式系统一致性问题(Distributed Consensus)在论文中抽象出来一个著名的例子。 这个例子大意是这样的: 拜占庭帝国想要进攻一个强大的敌人,为此派出了10支军队去包围这个敌人。这个敌人虽不比拜占庭帝国,但也足以抵
本文将对集群的节点、槽指派、命令执行、重新分片、转向、故障转移、消息等各个方面进行深入拆解。
只有启用job执行器之后,定时器才会被触发.activiti.cfg.xml中的jobExecutorActivate需要设置为true, 默认job执行器是关闭的
本文为分布式Redis深度历险系列的第三篇,主要内容为Redis的Cluster,也就是Redis集群功能。
在《ZooKeeper的作用、应用场景和替代品》中已对 ZooKeeper 进行了介绍,知道了 ZooKeeper 是通过 主从模式 + ZAB 协议 解决单点问题,其中 ZAB 协议是保证分布式一致性的关键。本文将进一步讨论 ZAB 协议和一些问题的思考。
一个Redis集群通常由多个节点(node)组成,在刚开始的时候,每个节点都是相互独立的,它们都处于一个只包含自己的集群当中,要组建一个真正可工作的集群,我们必须将各个独立的节点连接起来,构成一个包含多个节点的集群。连接各个节点的工作可以使用CLUSTER MEET命令来完成。向一个节点node发送CLUSTER MEET命令,可以让node节点与ip和port所指定的节点进行握手(handshake),当握手成功时,node节点就会将ip和port所指定的节点添加到node节点当前所在的集群中。例如:通过向节点7000发送以下命令,我们可以将节点7001添加到节点7000所在的集群里面:
在前面的文章中,已经介绍了Redis的几种高可用技术:持久化、主从复制和哨兵,但这些方案仍有不足,其中最主要的问题是存储能力受单机限制,以及无法实现写操作的负载均衡。
我们知道分布式系统是由多个节点组成的,那么这些节点是怎么进行协调并且有条不絮工作的呢?其实,这些节点当中是有一个老大(master主节点)的,都是靠这个老大进行管理的。分布式主节点就是保证整个系统有序的进行各种业务操作,所以我们今天的话题就是分布式系统中如何确定主节点。
随着互联网系统日益复杂,大多数系统都从单体架构转向分布式架构,而在区块链这样以分布式技术为基础的技术更是高度依赖数据一致性和共识机制。
分布式事务,尤其是使用两阶段提交实现的分布式事务,毁誉参半。一方面,他们可以提供其他方式难以实现的安全保证;另一方面,由于运维复杂、降低性能、承诺过多,他们广受诟病。为了避免分布式事务带来的运维复杂度,很多云服务选择不支持分布式事务。
区块链应用接口(Application BlockChain Interface,ABCI)允许应用的拜占庭容错复制可以由任意一种编程语言编写。
随着数字时代的到来,区块链技术成为了一个备受关注的话题,它被认为是一种能够彻底改变我们社会和经济结构的技术,区块链的分布式网络是其最核心的特征,也是区块链能够实现去中心化的重要手段,本文将详细介绍区块链分布式网络的概念、特点、工作原理等内容,希望能够帮助读者更好地理解区块链技术并为其应用和发展提供一些启示。
咱们上文简单说了Gossip协议的原始方案,在真实场景有几百种变种,比较常见的Gossip 协议实现框架有:
参数组号:18位 包含以下信息:2bit 数据页信息 8bit PDU格式 8bit PDU细节
学习ZAB,非常有必要聊聊它诞生的背景。因为在paxos的光芒下,还有必要折腾这样类似的算法吗?这个问题是我们初步了解ZAB关键。
继上次分享的Redis服务平台化之路,这次着重来分享下Redis Cluster浅析,欢迎大家互相多交流学习。
ZAB协议的核心是,定义了如何处理那些会改变Zookeeper服务器数据状态的事务请求。即:
地址解析协议,即ARP(Address Resolution Protocol),是根据IP地址获取物理地址的一个TCP/IP协议。主机发送信息时将包含目标IP地址的ARP请求广播到局域网络上的所有主机,并接收返回消息,以此确定目标的物理地址;收到返回消息后将该IP地址和物理地址存入本机ARP缓存中并保留一定时间,下次请求时直接查询ARP缓存以节约资源。地址解析协议是建立在网络中各个主机互相信任的基础上的,局域网络上的主机可以自主发送ARP应答消息,其他主机收到应答报文时不会检测该报文的真实性就会将其记入本机ARP缓存;由此攻击者就可以向某一主机发送伪ARP应答报文,使其发送的信息无法到达预期的主机或到达错误的主机,这就构成了一个ARP欺骗。ARP命令可用于查询本机ARP缓存中IP地址和MAC地址的对应关系、添加或删除静态对应关系等。相关协议有RARP、代理ARP。NDP用于在IPv6中代替地址解析协议。
SignalR 是 Microsoft 开发的一个库,用于 ASP.NET 开发人员实现实时 web 功能。这意味着服务端代码可以实时地推送内容到连接的客户端,而不需要客户端定期请求或轮询服务器以获取新数据。SignalR 可以用于各种应用程序,如实时聊天、通知、实时数据更新等。
小智的假期结束了,又要开启吃鸡状态。现在就来考考你,区块链的共识机制,你能说出哪些呢?
Zab(Zookeeper Atomic Broadcast)协议
在这个图中,每一个蓝色的圈都代表着一个redis的服务器节点。它们任何两个节点之间都是相互连通的。客户端可以与任何一个节点相连接,然后就可以访问集群中的任何一个节点。对其进行存取和其他操作。
在 zookeeper源码分析系列 中按照服务端客户端启动或交互等主线讲解了源码,但并没有将Zab协议的完整实现串起来。本文主要翻译自ZooKeeper’s atomic broadcast protocol: Theory and practice这篇论文,可完整的展现Zab协议的理论和实现。 Zab协议是zookeeper原子广播协议,依赖它选举出一个Leader,同步节点,通过Leader按顺序广播修改内容,并且从故障中快速恢复正常状态。在介绍上述实现之前,我们先了解下Zab协议的背景和协议的理论知识。
Tendermint是一个开源的完整的区块链实现,可以用于公链或联盟链,其官方定位是面向开发者的区块链共识引擎。tendermint引以为傲的是其共识算法 —— 世界上第一个可以应用于公链的拜占庭容错算法。tendermint曾于2016年国际区块链周获得最具创新奖,并在Hyperledger的雨燕(Burrow) 等诸多产品中被采纳为共识引擎。由于避免了POW机制,tendermint可以实现很高的交易吞吐量。根据官方的说法,在理想的应用数据结构支持下,可以达到42000交易/秒。 在现实环境中,部署在全球的100个节点进行共识沟通,实际可以达到1000交易/秒。
随着技术浪潮的涌动,国家政策的推动,区块链又慢慢的进入了我们的视野中。在 2020 年初这个时刻,不妨我们再回头看看区块链的发展,聊聊区块链中的几个技术点,为新的一年打打基础。
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