MIT6.824 2020 P6Raft 课程观看笔记

P6 Raft（1）

Raft的引出

MapReduce的复制完全由单个master控制

GFS依赖于单一的master节点为每一块数据选择primary

vmware fit 在一台primary虚拟机和backup虚拟机中执行写入，如果出故障，则需要接触test-and-set服务器来帮助选择一台backup来接管primary

split brain（脑裂）：有多个primary

test-and-set服务器

C1 S1 state

C2 S2 state

正常情况下，C1需要将S1以及S2中的状态均设置为1，才能够成为primary，在网线断开的情况下，C1只能与S1通讯，而不能跟S2通讯，但为了提供容错，C1在将S1设置为1后也能够成为primary，同理C2也因此成为了primary，就导致了脑裂的发生，一定程度上降低了正确性。

上面的三种都是单一主体，复制能由它们自己决定，但会出现单点故障的问题

自动化的，不受脑裂影响的复制系统的关键思想少数服从多数

• 奇数台服务器
• leader选举和日志提交需要得到大多数服务器支持，大多数是所有服务器（包括在线的和宕机的）而不是仅指在线的。

KV服务器应用：

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clients把key发送到当前leader（raft中的leader）的应用层，接下来应用层来根据指令请求KV数据库。

在非副本服务器上，应用层代码执行这条请求并更新table，然后回复请求。

但在raft副本服务器中，client发送请求到leader上，应用层先不执行，先向下将请求传给raft层，并把它提交给replicated log中，直到半数以上的副本将这条操作添加到各自的日志中，表示复制完成，leader知道所有副本完成复制后，raft向上面的kv层发送通知，已经被安全的复制提交到所有的副本中，副本的应用层执行这条操作，然后给客户端发送回复消息。

leader election

通过leader来进行系统的提速，如果没有leader则一般需要两轮请求来完成一个操作（第一轮找到一个临时的leader，第二轮实际发送请求）。

每个term至多有一个leader

每一个raft服务器都有一个选举计时器

当leader出现错误时（follower在一个选举计时器的时间里没有收到leader发来的请求），选举计时器到期，就会发生新一轮的选举。

• teram++
• requestVotes RPC 请求给其他所有的server
• 获得大部分选票成为leader后，需使用心跳告诉其他所有的client此次term号，所有serves收到消息后，将会重置选举定时器（除了leader，其他人不允许发送AppendEntries消息）

若三个副本的选举定时器同时到期，都将发起选举，将会很大可能导致没有leader被选出，通过随机化选举定时器的时间（最短为两倍心跳传输时间，最长时间会影响故障恢复时间）可以一定程度上解决这个问题。