paxos协议(1)-朴素paxos
前言
学习paxos协议,最困惑我的两点是:
1. 朴素paxos是怎么样的?这部分主要是原理;
2. paxos协议是怎么运用到分布式系统解决问题的。因为很多博客的开篇说paxos协议可以运用在很多地方,如:分布式中的一致性、NoSQL中的数据更新。然而博客中又是以论文中的三个小岛的场景去解释,作为初学者,我没有把该协议解决的问题和算法的步骤联系起来。
1.朴素paxos的提出
paxos解决的是:如何确定一个不可变变量取值问题。比如,我们三个人同时拿笔写东西,我们要用一个协议去约定我们写的东西,使得我们三个写的东西是一样的,而且我们所写的东西不可更改。这时候最大的困惑是:这个和Nosql数据更新怎么联系起来,先不要想它的运用场景,就这个不可变变量的取值问题去理解朴素的paxos算法,之后再去看运用。
(1)如何实现这个系统?
需求:需要一个存储系统,存储一个变量var,这个变量var的取值要么是v,要么是null。一旦这个变量var的取值被确定为v,那么不可改变。
三种角色定义:
Proposer——提出一个proposal(该proposal目前就是就是:把一个值写进系统中)
Acceptor——同意这个proposal
Learner—— 每当一个proposal被Acceptor确定之后,需要Learner知道
方案1:如果Accepter只有一个,我们可以把所有的proposal都发到这个acceptor,它选取收到的第一个proposal并同意proposal即可保证一致性。
问题:Acceptor发生单点故障这个系统就挂了。
方案2: 引入多Acceptor。
P1: 批准者必须批准它收到的第一个议案。但是这样并不能保证所有acceptor接受的是同一个值的proposal。
将proposal编号(这时候proposal有两个信息一个是编号n,一个是数值v),这个proposal有三个状态:被提出(issued)、被接受(accepted)、被最终选定(choosen)。
P2: 如果编号n的proposal已经被最终选定,那么高于编号n、被最终选定(choosen)的proposal包含数值v。
P2a.如果编号n的proposal已经被选择,那么高于编号n、被acceptor接受的proposal包含数值v;
P2b 如果编号n的proposal已经被选择,那么高于编号n、被proposer提出的proposal包含数值v;
P2c 对于每一个<n,v>,如果任何一个proposal<n,v>被提出,必须有超过半数的acceptor构成一个集合S,才能够被最终选定,
这个集合S要么满足以下条件(a),要么满足条件(b).
(a)没有小于编号n的proposal被S中的acceptor接受;
(b)v是S接受过的比n小的提案中号码最大的提案的值;
P2c=>P2b=>P2a=>P2,详情可以参考博文:paxos算法1-算法形成理论。
所以要实现这个系统,需要实现P2b和p1。
算法执行步骤:
第一阶段:
第二阶段:
用视频中例子来跑这个算法。
a.执行phrase 1(a),发起prepare请求,试图获取访问权,进入phrase1(b),因为目前还acceptor都没有回复过proposor,所以最大编号的当然是 #1,
并且这时候接收到这个prepare请求的acceptor把 #1作为当前最大编号,不会接收小于这个编号的proposal。
b. 这时候收到半数的回复,进入第二阶段,发送一个accept 请求到多数的acceptor,prase2(a)中说的这个V值怎么取?如果prepare阶段中,acceptor回应中包含了value,则取其编号最大的那个,作为v;如果回应中不包含任何value,则proposer随意选择一个。因为这里是不包含任何value,那么就取Accept<#1,v1>,试图让acceptor接受这个值。按照prase b,这个时候收到的是#1的accept请求,所以它就接受这个accept
c. 按照prase2(a),收到acceptor对于prepare的回复之后,会向它们发起accept请求,但是在网络中会存在延时的问题,可能发生的情况是p2试图发起prepare请求。这个时候,执行phrase1(b),这个时候访问权被p2抢占。
d.p2进入prase2,但是这时候恰好p1执行prase2阶段的话,获得#2访问权的acceptor就会把p1发来的accept给refuse掉。这时候p1收到ok,按照prase1(a),它收到了超过半数的回复,那么实际上它已经是确定性取值了。
e.进入p2的prase2阶段之后,如果prepare阶段中,acceptor回应中包含了value,则取其编号最大的那个,作为v;如果回应中不包含任何value,则proposer随意选择一个。这里p2就是选取编号最大的一个#1,然后accept中带#1对应的value v1 .
这里p1形成了 确定性取值,v2也形成了确定性取值。如果只有p2形成确定性取值,取值还是v1.
(2)活锁问题
在上面的例子中,如果总是在prase2完成之前,下一个prase1发生,这就是活锁。
(3)唯一编号问题
reference
paxos-simple[1]
[1]论文中经常提到拜占庭错误,如果没兴趣了解可以先忽略,不影响paxos的理解
paxos协议(1)-朴素paxos的更多相关文章
- 理解分布式一致性:Paxos协议之Generalized Paxos & Byzantine Paxos
理解分布式一致性:Paxos协议之Generalized Paxos & Byzantine Paxos Generalized Paxos Byzantine Paxos Byzantine ...
- 理解分布式一致性:Paxos协议之Cheap Paxos & Fast Paxos
理解分布式一致性:Paxos协议之Cheap Paxos & Fast Paxos Cheap Paxos Message flow: Cheap Multi-Paxos Fast Paxos ...
- 理解分布式一致性:Paxos协议之Basic Paxos
理解分布式一致性:Paxos协议之Basic Paxos 角色 Proposal Number & Agreed Value Basic Paxos Basic Paxos without f ...
- Paxos协议理解
第三次报告: 理解Paxos协议 一. Paxos协议背景 什么是Paxos协议? 一般地,从客户端和服务器的角度,任何一个分布式系统都可以理解成由一个服务器集合和一个客户端集合组成,一个或多个客户端 ...
- 理解分布式一致性:Paxos协议之Multi-Paxos
理解分布式一致性:Paxos协议之Multi-Paxos Multi-Paxos without failures Multi-Paxos when phase 1 can be skipped Mu ...
- Paxos协议超级详细解释+简单实例
转载自: https://blog.csdn.net/cnh294141800/article/details/53768464 Paxos协议超级详细解释+简单实例 Basic-Paxos算法 ...
- 11张PPT介绍Paxos协议
之前翻译了<The Part-Time Parliament>一文,论文非常经常,强烈推荐读一读原文.翻译完论文后,希望自己能用简单的描述来整理自己的理解,所以花了一些时间通过PPT的形式 ...
- Paxos协议笔记
对Paxos协议的介绍,可以通过Leslie Lamport的<Paxos Made Simple>展开学习和了解.Paxos算法在允许失败的分布式系统环境下,实现系统一致性.失败的情况有 ...
- SRE学习笔记:分布式共识系统、Paxos协议
最近阅读了<SRE Google运维解密>的第23章,有一些感触,记录一下. 日常工作中,我们经常需要一些服务分布式的运行.跨区域如跨城.跨洲部署运行分布式系统往往是容易的,但是如何保证各 ...
随机推荐
- oracle基础-创建表空间
一. 创建表空间的完整格式 CREATE [UNDO|TEMPORARY] TABLESPACE tablespace_name DATAFILE 'path/filename' [SIZ ...
- <Android 基础(二十一)> Android 屏幕适配
基本概念 1. 什么是屏幕尺寸.屏幕分辨率.屏幕像素密度? 屏幕尺寸是指屏幕对角线的长度.单位是英寸,1英寸=2.54厘米 屏幕分辨率是指在横纵向上的像素点数,单位是px,1px=1像素点,一般是纵向 ...
- html5 移动端开发
移动端开发总结 目录 1.手机与浏览器 2.Viewport(视窗) 3. 媒体查询 4.px,em,rem,pt 5.设备像素比devicePixelRatio 6.移动web中的图标及字体 ...
- UIResponder NSSet UITouch UIEvent
UIResponder: UIView的超类,用来响应handle(触屏.motion.响应者等)事件. NSSet:一系列的类集合(类似数组). UITouch:一个点击类.负责:点击的view,w ...
- Chromebook 阿里云ECS 配置 jupyter Notebook
前言 新购入一台Chromebook Pixel ,为方便机器学习编程,用学生版的阿里云ECS搭建了jupyter Notebook 为减少下次踩坑,参考链接记录如下: 参考链接 阿里云使用笔记(一) ...
- Android深入四大组件(四)Android8.0 根Activity启动过程(前篇)
前言 在几个月前我写了Android深入四大组件(一)应用程序启动过程(前篇)和Android深入四大组件(一)应用程序启动过程(后篇)这两篇文章,它们都是基于Android 7.0,当我开始阅读An ...
- centos django+Nginx+uwsgi部署
第五天 部署python3+uwsgi+nginx的博客系统 ================================ mysql基本命令 mysql mysql -p mysqladmin ...
- 网络虚拟化技术 -- LXC TUN/TAP MACVLAN MACVTAP
Linux的网络虚拟化是LXC项目中的一个子项目,LXC包括文件系统虚拟化,进程空间虚拟化,用户虚拟化,网络虚拟化,等等 [ LXC内核命名空间 ],这里使用LXC的网络虚拟化来模拟多个网络环境. 创 ...
- 京东原来你运用的这玩意,不错,我也要!! ContainerDNS
转自社区 ContainerDNS 本文介绍的 DNS 命名为 ContainerDNS,作为京东商城软件定义数据中心的关键基础服务之一,具有以下特点: 分布式,高可用 自动发现服务域名 后端探活 易 ...
- SVG坐标系统和transformation彻底理解
翻译自https://sarasoueidan.com/blog/svg-coordinate-systems/ SVG元素不像传统的HTML elements一样受制于css box model.这 ...