分布式數(shù)據(jù)交換平臺的主節(jié)點(diǎn)選舉算法的優(yōu)化研究.pdf

1、隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來，各行各業(yè)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量都急劇的增長，傳統(tǒng)的單節(jié)點(diǎn)服務(wù)器的局限性開始顯露。在解決高并發(fā)訪問問題上，分布式服務(wù)器逐漸成為更好的一種方案。在這個(gè)背景下，為了處理日漸增長的ETC數(shù)據(jù)量問題，武漢市ETC交易系統(tǒng)也引入了分布式服務(wù)器，重新構(gòu)建一個(gè)高并發(fā)、高整合性的數(shù)據(jù)交換平臺。然而該數(shù)據(jù)交換平臺為了兼容過去ETC采用的單數(shù)據(jù)源模式，使得部分業(yè)務(wù)產(chǎn)生了“多服務(wù)器單數(shù)據(jù)源”的問題，無法滿足業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)之間的數(shù)據(jù)一致性。
　　由于

2、，此類問題具有一定的普遍性。本文針對ETC項(xiàng)目中引出的“多服務(wù)器單數(shù)據(jù)源”的一致性問題，著重研究了幾種比較常用的分布式一致性算法中的主節(jié)點(diǎn)選舉方案。分析后作者發(fā)現(xiàn)，Raft算法的隨機(jī)超時(shí)選舉主節(jié)點(diǎn)機(jī)制，非常適合解決分布式服務(wù)器在單數(shù)據(jù)源模式下產(chǎn)生的一致性問題。與此同時(shí)，作者也發(fā)現(xiàn)，Raft算法本身未能結(jié)合服務(wù)器負(fù)載情況進(jìn)行實(shí)時(shí)選舉，在長期運(yùn)行正常的集群中表現(xiàn)一般。
　　因此，本文提出一種基于負(fù)載的投票機(jī)制，將服務(wù)器的CPU使用率、

3、內(nèi)存使用率、網(wǎng)絡(luò)帶寬占用率和磁盤使用率四個(gè)參數(shù)作為服務(wù)器負(fù)載的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。作者通過監(jiān)測ETC服務(wù)器的實(shí)時(shí)負(fù)載數(shù)據(jù)，將負(fù)載計(jì)算引入新的主節(jié)點(diǎn)選舉機(jī)制，同時(shí)，改進(jìn)Raft算法中的通信選舉協(xié)議與流程，新增在心跳協(xié)議過程進(jìn)行主節(jié)點(diǎn)的選舉模式。文章最后對改進(jìn)前后的Raft算法性能做比較。結(jié)果顯示，雖然選舉時(shí)間速率有所小幅下降，但是在服務(wù)器負(fù)載差距比較大的情況下，集群的訪問效率提升了最多25％。在一定程度上，提升了系統(tǒng)的異常情況下的性能，而不至于影響