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zk分布式实现理论,Paxos算法,ZAB协议,CAP定理

集群操作如何保证数据一致

拜占庭将军问题:拜占庭将军问题是一个协议问题,拜占庭帝国军队的将军们必须全体一致的决定是否攻击某一支敌军。问题是这些将军在地理上是分隔开来的,并且将 军中存在叛徒。叛徒可以任意行动以达到以下目标:欺骗某些将军采取进攻行动;促成一个不是所有将军都同意的决定,如当将军们不希望进攻时促成进攻 行动;或者迷惑某些将军,使他们无法做出决定。如果叛徒达到了这些目的之一,则任何攻击行动的结果都是注定要失败的,只有完全达成一致的努力才能 获得胜利。

Paxos算法:一种基于消息传递且具有高度容错特性的一致性算法。

• 一个完整的Paxos算法流程分为三个阶段:

Paxos算法流程

案例讲解

有ABCDE五人对公司问题进行决议

第一种情况:

第二种情况:

第三种情况:

ZAB协议

借鉴了Paxos算法,在Paxos基础上,zookeeper设计只有一台客户端(Leader)负责处理外部写事务的请求,在同步到其他节点,即只有一个Leader可以发起提案

消息广播

此时会出现2种情况

崩溃恢复

选举过后,Zab如何数据同步:

CAP理论

1)一致性(C:Consistency) 在分布式环境中,一致性是指数据在多个副本之间是否能够保持数据一致的特性。在一致性的需求下,当一个系统在数 据一致的状态下执行更新操作后,应该保证系统的数据仍然处于一致的状态。

2)可用性(A:Available) 可用性是指系统提供的服务必须一直处于可用的状态,对于用户的每一个操作请求总是能够在有限的时间内返回结果。

3)分区容错性(P:Partition Tolerance) 分布式系统在遇到任何网络分区故障的时候,仍然需要能够保证对外提供满足一致性和可用性的服务,除非是整个网络 环境都发生了故障

ZooKeeper保证的是CP

持久化

Leader与Follower数据会在内存和磁盘各保存一份,所以需要持久化到磁盘中

 磁盘会先进行快照存储,等空闲时在同步到磁盘,根据序列化反序列存储信息

初始化过程

 

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