基于失效檢測器的異步系統(tǒng)共識協(xié)議研究.pdf

1、設(shè)計(jì)和實(shí)施具有容錯功能的分布式應(yīng)用是一項(xiàng)復(fù)雜的任務(wù)。分布式應(yīng)用對一致性的普遍要求使共識問題和原子廣播問題成為研究的關(guān)鍵所在，因?yàn)樗鼈兛梢杂脕斫鉀Q許多在實(shí)踐中出現(xiàn)的問題，例如選舉領(lǐng)導(dǎo)者或者需要對復(fù)制的數(shù)據(jù)達(dá)成一致時都涉及到共識問題，原子廣播可以保證進(jìn)程傳遞消息的一致性和次序性。比較不同的系統(tǒng)模型，盡管異步系統(tǒng)比同步系統(tǒng)具有更強(qiáng)的實(shí)用性，但FLP理論證明在異步系統(tǒng)中，如果允許出現(xiàn)崩潰進(jìn)程，那么上述兩種問題不具有確定解，這使共識問題成為具體設(shè)

2、計(jì)中的一道障礙。針對共識問題人們做了大量的研究，歸納起來異步系統(tǒng)下共識問題的解決途徑大致有兩種，一種是基于隨機(jī)數(shù)字指示器的方法，另外一種是基于失效檢測器的方法。本文的研究內(nèi)容就是基于失效檢測器的共識協(xié)議。 本文首先詳細(xì)描述了失效檢測器的定義和分類，然后對失效檢測器的設(shè)計(jì)方法和性能檢測標(biāo)準(zhǔn)做了介紹。分析了幾種典型的基于失效檢測器的共識協(xié)議，包括四階段的CT協(xié)議、Paxos協(xié)議和兩階段的MR協(xié)議、MR協(xié)議。在NEKO實(shí)驗(yàn)平臺上完成了

3、對失效檢測器和協(xié)議的具體設(shè)計(jì)。原子廣播可以利用共識協(xié)議來實(shí)現(xiàn)，本文測試了在幾種不同的故障負(fù)載下利用各種協(xié)議設(shè)計(jì)的原子廣播在相同吞吐量下的延時數(shù)據(jù)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果對協(xié)議進(jìn)行了評估。 本文對基于失效檢測器的共識協(xié)議進(jìn)行了改進(jìn)，根據(jù)局域網(wǎng)內(nèi)消息傳遞的自發(fā)性原則，提出了把參與共識的進(jìn)程分為提議進(jìn)程和參與進(jìn)程兩組，并在協(xié)議的第一階段提議進(jìn)程消息廣播的方法。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，改進(jìn)后的共識協(xié)議能夠在提議進(jìn)程提出值相同的條件下，進(jìn)程只經(jīng)過一次通信就完成