分布式一致性——Paxos

• Paxos
• • 前言
  • 复制策略对比
  • Basic-Paxos
  • • 是什么
    • 角色
    • case
    • • case-1 无冲突
      • case-2 XY冲突，X失败Y成功
      • case-3 在case-2基础上，X发出round=3
    • 步骤
  • refer

一致性：

1. CAP
2. base

一致性模型及算法：

1. 弱一致性

   1. 最终一致性

      DNS

      Gossip

2. 强一致性

   主从同步

   Paxos：basic-paxos、multi-paxos、fast-paxos

   Raft(multi-paxos)

   ZAB(multi-paxos)

说明：

1. 数据不能存在单点上
2. 多副本状态机

1. 主从异步复制

   1、master收到写请求

   2、master写入

   3、master应答ok

   4、master复制数据到slave

   数据丢失：3完成，4未完成之间，master宕机

2. 主从同步复制

   12、…

   3、master复制数据给所有slave

   4、所有slave完成，master应答ok

   可用性降低：某个slave宕机，无法写入，整个系统不可用

3. 主从半同步复制

   12、…

   3、master复制数据给所有slave

   4、x个slave完成，master应答ok

   x：足够多的机器，但不需要全部机器

   可靠性：较高的可靠性

   一致性：存在某种不一致（可能每个slave都缺失数据，比起master）——>不完整

4. 多数派写（读）

   写：写入半数以上机器

   读：从半数以上机器读

   场景：node1和2写入x=y1；node2和3写入x=y2；读取node1和3，结果为y1和y2，如何选择？最新

   避免歧义，需要一个全局递增时间戳/版本号，最后一次写入覆盖之前写入

   又一个场景：node2和3写入y2时，node2失败，读取12返回y1，读取23返回y2，整个系统对外提供的数据仍不一致

   又一个场景：请求顺序

在分布式系统中保证多副本数据强一致的算法

作用：协同，实现一致性

1. Phase-1

   Proposer：发出提案，编号为1，请求[1]

   Acceptors：Quorum设置last_round=1，响应[-,-]

2. Phase-2

   Proposer：收到Quorum，选择值（自定义），请求[round=1, v=‘x’]

   Acceptor：Quorum比对round和last_round，设置v=‘v’，存储[last_round=1, v=‘x’, round=1]，响应’Accepted’

1. X-1：X完成写前读取，Quorum记录last_round=1

2. Y-1：Y完成写前读取，Quorum记录last_round=2

3. X-2：X以round=1发出写，失败

   原因：不满足Quorum，只有Acceptor-1 Accepted，Acceptor-2 Fail

4. Y-2：Y以round=2发出写，成功

   原因：满足Quorum

1. X-1：写前读取，round=3，Quorum记录last_round=3，并响应y2和x1

   不同响应，则选取round最大的v，即选取y2，并作为选择的值进行phase-2

2. X-2：写，round=3且v=y2，成功

1. Phase-1 写前读取

   1. Prepare req{ round=n1 }

   2. Promise rsp

      n1小于等于last_round，拒绝

      n1大于last_round，响应{ v, round}

2. Phase-2 提交介绍（前提 Quorum）

   1. Accept req{ round=n1, v}

      v的取值：Promise响应携带值，则使用round最大的值，否则自定义值

   2. Accepted rsp

      n1等于last_round，接受

      n1不等于last_round，拒绝

可靠分布式系统-paxos的直观解释——张炎泼(xp)