13、可靠广播与概率广播算法解析

可靠广播与概率广播算法解析

1. 可靠广播基础

在存在故障进程和可能出现消息遗漏的链路环境中，为确保广播的可靠性，一个进程需要向其他所有进程发送消息，并收集某种形式的确认信息。假设多数进程是正确的，当一个进程进行广播时，至少有一个正确的进程会记录该消息。这个进程会保证消息最终被广播到所有正确的进程，所有正确的进程都会接收并确认该消息。
- 性能方面 ：当某个进程进行广播消息时，所有正确的进程在经过两个通信步骤和两个因果相关的日志操作后接收该消息。这里变量的日志记录可以与广播数据消息并行进行。

2. 概率广播概述

概率广播采用随机化的广播算法，其行为部分由可控的随机实验决定。这些算法不提供确定性的广播保证，而是对广播保证做出概率性的声明。这种方法适用于对可靠性要求不是极高的应用场景，因为在大规模系统或易受攻击的系统中，追求完全可靠性往往成本过高。

3. 可靠广播的可扩展性问题

在传统的可靠广播中，为保证消息的可靠传输，进程需要向所有其他进程发送消息并收集确认信息。但由于带宽、内存和处理器资源有限，每个进程能发送的消息数量和及时收集的确认信息数量存在上限。当进程组规模变得非常大时，进程会因发送消息和收集确认信息的任务而不堪重负，这种算法的可扩展性较差。
- 解决方案 ：一种提高可扩展性的方法是采用分层方案，例如将进程组织成二叉树结构。分层可以减轻每个进程的负载，但会增加通信协议的延迟，并且在出现故障时需要重新配置，即使采用分层结构，与其他所有进程直接或间接通信的需求仍然是可靠广播可扩展性的根本问题。

4. 流行病传播式广