对于 onos,我认真读的也就是集群这块,也大概浏览了下其他模块的源码。 大体列下提纲: 集群选举 onos 中 Raft 协议实现概论 onos 中 gossip 协议的实现 集群基本原语支持,onos 支持分布式的 ConcurrentHashMap,AtomicCount 本篇主要分析 onos 集群选举的代码路径。 集群协议概述 集群选举, onos 用的 Raft 协议。 ONOS 集群选举 注: 本文基于 onos 1.6 分支来进行分析。 ONOS 对集群的选举暴露出了一组接口,如下所示。 那么, 下面我们就继续看看选举过程的具体方法是如何实现的, 实现细节藏在哪里。
系统中非故障节点在有效时间能够达成共识 Fault Tolerance 协议必须在节点故障的时候同样有效 CAP理论角度 zookeeper 是CP的: 当leader节点down,剩余节点则会发起选举 ,选举期间导致短暂不可用。 与创建节点的进程一样 Sequence Nodes 创建的节点有序 client开发步骤 设计 path 选择znode类型 设计znode存储的内容 设计Watch client 关注什么事件,事件发生后如何处理 集群选举算法 - 最小节点获胜 算法说明 当 Leader 节点挂掉的时候,持有最小编号 znode 的集群节点成为新的 Leader 设计path 集群公用父节点,例如:/examples/leader 设计Znode public void takeLeadership(CuratorFramework client) throws Exception { // 如果,不想开启下次选举
我们还可以增加更多的服务器到ZooKeeper集群中,这样就可以处理更多的读请求,大幅提高整体处理能力。 Leader没有进行选举期间,epoch是一致不会变化的。 一、选举初始化 Leader选举初始化入口:QuorumPeer.startLeaderElection(),代码如下: public synchronized void startLeaderElection FastLeaderElection,早期Zookeeper实现了四种选举算法,但是后面废弃了三种,最新版本只保留FastLeaderElection这一种选举算法; Leader选举期间集群中各节点之间互相进行投票 Leader选举涉及到两个核心类:QuorumCnxManager和FastLeaderElection,下面分别详细介绍 二、网络IO QuorumCnxManager维护选举期间的网络IO的大致流程
Redis 5 集群选举原理分析 Redis系统介绍: Redis的基础介绍与安装使用步骤:https://www.jianshu.com/p/2a23257af57b Redis的基础数据结构与使用 Redis 5 集群选举原理分析:https://www.jianshu.com/p/e6894713a6d5 Redis 5 通信协议解析以及手写一个Jedis客户端:https://www.jianshu.com myself,master - 0 1544973548000 2 connected 5461-10922 192.168.5.100:8002> 我们看到这时候,8001显示的是fail,而8005则选举为 从节点并不是在主节点一进入 FAIL 状态就马上尝试发起选举,而是有一定延迟,一定的延迟确保我们等待FAIL状态在集群中传播,slave如果立即尝试选举,其它masters或许尚未意识到FAIL状态,可能会拒绝投票 这种方式下,持有最新数据的slave将会首先发起选举(理论上)。
在一台物理机上启动6个Redis实例,组成3主3从集群,端口号依次为:1379 ~ 1384,端口号1379、1380和1384三个为master,端口1379的进程ID为17620。 现将进程17620暂停(发送SIGSTOP信号),观察集群发现故障时长,和主从切换时长。 # 暂停进程17620(端口1379),然后每秒查看一次集群状态 $ kill -19 17620;for ((i=0;i<10000000;++i)) do date +'[%H:%M:%S]';redis-cli f6080015129eada3261925cc1b466f1824263358 192.168.31.98:1380 myself,master - 0 0 134 connected 5458-10922 [14:23:55] 第4秒发现故障,但未选举出新的 f6080015129eada3261925cc1b466f1824263358 192.168.31.98:1380 myself,master - 0 0 134 connected 5458-10922 [14:23:56] 第5秒,仍未选举出新的
4.zookeeper集群选举与集群操作 4.1 集群选举机制 4.1.1 第一次启动 4.1.2 非第一次启动 4.2 zookeeper启动停止脚本 4.2.1 脚本编写 4.2.2 脚本测试 4.1 集群选举机制 4.1.1 第一次启动 这里假设有5台服务器。 其实我们稍微总结一下,原来第一次选举就是选举myid 在中位的那台服务器啊,果然大佬都是站在c位的。 但是现在是服务集群,可能有多台客户端向不同的服务器发送写的操作请求,这就需要考虑数据一致性的问题了。 STARTED 最后集群测试下。 [wangzhou@zookeeper01 bin]$ .
一个高可用的集群里,一般都会存在主节点的选举机制。这里以elasticsearch集群为例,介绍一下集群的节点选举方法。 右侧有三个节点,满足法定人数要求,则可以选举master。比如,选举C节点为master,那么右侧3个节点可以继续正常工作。当交换机之间的连接通了以后,A和B会重新加入以C为master的集群。 当它们重新介入集群时,它们当数据和集群中其它节点的数据也就不会有冲突。 法定人数一般设置为N/2+1。N为集群的节点数。 集群是怎么选举master的? Paxos选举过程总共有两个阶段。 至此,选举结束。所有的接受者得到的提案都是v=A,于是A当选为master。 ? 如果任何一个接受者的v值不是A而是其它值,那么集群就会出现问题。相当于集群出现了多个master。
在这里初始化节点的集群状态,然后启动用于将节点加入集群的线程joinThreadControl,其中这些操作都需要进行同步以防止并发问题,在JoinThreadControl中有很多判断,如assert { running.set(true); } } zenPing.start,zenPing为UnicastZenPing类型的,主要是用于选举时集群间的 下面来看看节点是怎样与集群通信并进行选举的。 这个函数保证加入集群或者在当失败时产生一个新的join线程。 /验证 (当连不上集群其他节点出现网络分区或其他网络问题时,本地节点连不上集群,如果允许自己选自己,那么本地节点就可能在没有其他节点验证的情况下成为主节点) if (pingResponse.master
本文的目的是尽量抽丝剥茧,首先从 raft 最基本的功能——选举来入手,构建一个小的集群 demo,一步一步说明 etcd/raft 的用法。 Demo 功能 这个小 demo 只实现一个功能:已知数量的集群节点,能够进行 leader 的选举。更多的功能(比如数据的存储)在以后的文章陆续解析。 在本文中,我们只关心节点的选举,该场景下我们需要实现的功能有以下两个: 节点内部心跳机制 Raft 节点依赖定期的心跳来进行周期性的状态机流转,应用程序需要给 raft 节点提供。 n.node.Step(context.TODO(), m) } // ...... } 完整 demo 代码 完整代码九十来行,可以直接运行之后观察 shell 输出,了解 raft 的选举过程 原文标题:用 etcd/raft 组建能够选举的最简集群 demo 发布日期:2020/06/12 原文链接:https://cloud.tencent.com/developer/article/1644111
一些问题出在文档本身,而另一些问题出在集群方面。 集群级别的问题通常与过程中的碎片丢失或移动有关。 作为 ping 过程的一部分,新的 Elasticsearch 集群会进行选举,其中从所有符合主节点的节点中选出一个节点作为主节点,其他节点加入主节点。 如果 master 失败,集群中的节点会再次开始 ping 以开始另一次选举。如果节点意外地认为主节点发生故障并通过其他节点发现主节点,则此 ping 过程也有帮助。 注意:默认情况下,客户端和数据节点不参与选举过程。 此属性需要活动主节点的法定人数,以加入新当选的主节点,以便选举过程完成,并让新主节点接受其主节点。这是确保集群稳定性的一个极其重要的属性,并且可以在集群大小发生变化时进行动态更新。
在Master节点发生故障后,Backup节点之间将进行“民主选举”,通过对节点优先级值“priority”和“weight”的计算,选出新的Master节点接管集群服务。 分析一下产生这种情况的原因,这也就是Keepalived集群中主、备角色选举策略的问题。 下面总结了在Keepalived中使用vrrp_script模块时整个集群角色的选举算法,由于“weight”值可以是正数也可以是负数,因此,要分两种情况进行说明。 在熟悉了Keepalived主、备角色的选举策略后,再来分析一下刚才的实例。 由于A、B两个节点设置的“weight”值都为10,因此符合选举策略的第一种。 由此可见,对于“weight”值的设置,要非常谨慎,如果设置不好,将导致集群角色选举失败,使集群陷于瘫痪状态。
资金有限啊,我先用3台服务器搭建一下zookeeper集群。 1.集群配置 下载解压什么的就不说了啊,上次都说过了,我们直接看下配置文件吧。 IP:选举时通讯的IP。 用于写入数据,通过选举产生,如果宕机将会选举新的主节点。 follower 子节点,又名追随者。用于实现数据的读取。同时他也是主节点的备选节点,并用拥有投票权。 observer配置: 只要在集群配置中加上observer后缀即可,示例如下: server.3=127.0.0.1:2889:3889:observer 选举机制: 先说一个简单的,投票机制的。 假设我们现在有1,2,3,4,5五个follower要进行选举。 ?
选举机制(面试重点) 1)半数机制:集群中半数以上机器存活,集群可用。所以Zookeeper适合安装奇数台服务器。 2)Zookeeper虽然在配置文件中并没有指定Master和Slave。 但是,Zookeeper工作时,是有一个节点为Leader,其他则为Follower,Leader是通过内部的选举机制临时产生的。 3)以一个简单的例子来说明整个选举的过程。 假设有五台服务器组成的Zookeeper集群,它们的id从1-5,同时它们都是最新启动的,也就是没有历史数据,在存放数据量这一点上,都是一样的。假设这些服务器依序启动,来看看会发生什么,如图所示。 (2)服务器2启动,它与最开始启动的服务器1进行通信,互相交换自己的选举结果,由于两者都没有历史数据,所以id值较大的服务器2胜出,但是由于没有达到超过半数以上的服务器都同意选举它(这个例子中的半数以上是 (3)服务器3启动,根据前面的理论分析,服务器3成为服务器1、2、3中的老大,而与上面不同的是,此时有三台服务器选举了它,所以它成为了这次选举的Leader。
Leader选举 概述 在Zookeeper集群正常运行期间,一旦选举出Leader,所有服务器的集群状态一般不会发生改变,即使是新机器加入、非Leader机器挂了,也不会影响Leader。 但是一旦Leader挂了,那么整个集群将暂时无法对外服务,而是进入新的一轮Leader选举。服务器运行期间的Leader选举和服务器启动期间的Leader选举基本过程是一致的。 在服务器集群初始化节点,有一台机器(假设这台机器myId=1,我们称他为Server1)启动的时候,那么1台机器是无法进行选举的。 如果集群总机器数是n,那么quorum=(2/n)+ 1; 下面开始算法分析: 进入Leader选举 当Zookeeper集群中一台服务器出现下面2种情况之一时,就会进入Leader选举: 服务器初始化启动 服务器无法和Leader保持连接 当一台机器进入Leader选举流程时,当前集群也可能处于以下2种状态: 集群中本来就已经存在一个Leader 会被告知Leader信息,当前机器仅仅需要和Leader
Leader选举是保证Zookeeper集群数据一致性的关键,只有Leader确定的情况下,集群才可以对外提供服务,通常分为启动时Leader选举和运行时Leader选举。 启动时选举: 首先,每一个节点都会向其他所有节点发出一个投票,投票形式为(myId,ZXID)。 由于是全新的集群,ZXID都为0,所以,各个节点的投票形式如:node01为(1,0),node02为(2,0),node03为(3,0); 然后,每个节点将对收到其他机器的投票进行校验: 判断是否是本轮投票 运行时选举: 首先,需要生成投票,每个节点仍然是向所有其他节点发出一个投票信息。 由于集群运行了一段时间,所有,每个节点的ZXID可能不相同,如:node01为(1,101),node02为(2,100),node03为(3,100); 然后,每个节点收到其他机器的选票要进行PK,策略依旧
Observer节点接收来自leader的inform信息,更新自己的本地存储,不参与提交和选举投票。通常在不影响集群事务处理能力的前提下提升集群的非事务处理能力。 Observer应用场景: 提升集群的读性能。因为Observer和不参与提交和选举的投票过程,所以可以通过往集群里面添加observer节点来提高整个集群的读性能。 跨数据中心部署。 B 是这个服务器的地址; C 是这个服务器Follower与集群中的Leader服务器交换信息的端口; D 是万一集群中的Leader服务器挂了,需要一个端口来重新进行选举,选出一个新的Leader,而这个端口就是用来执行选举时服务器相互通信的端口 这里选取三台机器组成的集群为例。第一台服务器 server1启动时,无法进行 leader 选举,当第二台服务器 server2 启动时,两台机器可以相互通信,进入 leader 选举过程。 2、运行过程中的 leader 选举 当集群中 leader 服务器出现宕机或者不可用情况时,整个集群无法对外提供服务,进入新一轮的 leader 选举。 变更状态。
Zookeeper具体选举算法 1. Leader选举算法 可通过electionAlg配置项设置Zookeeper用于领导选举的算法。 该状态下的服务器认为当前集群中没有Leader,会发起Leader选举 FOLLOWING 跟随者状态。表明当前服务器角色是Follower,并且它知道Leader是谁 LEADING 领导者状态。 表明当前服务器角色是Observer,与Folower唯一的不同在于不参与选举,也不参与集群写操作时的投票 2.2 选票数据结构 每个服务器在进行领导选举时,会发送如下关键信息 logicClock 每个服务器会维护一个自增的整数 如果无法获取任何外部投票,则会确认自己是否与集群中其它服务器保持着有效连接。如果是,则再次发送自己的投票;如果否,则马上与之建立连接。 几种领导选举场景 3.1 集群启动领导选举 ?
3、Zookeeper集群初始化启动时Leader选举若进行Leader选举,则至少需要两台机器,这里选取3台机器组成的服务器集群为例。 初始化启动期间Leader选举流程如下图所示。 ? 在集群初始化阶段,当有一台服务器ZK1启动时,其单独无法进行和完成Leader选举,当第二台服务器ZK2启动时,此时两台机器可以相互通信,每台机器都试图找到Leader,于是进入Leader选举过程。 选举过程开始,过程如下: (1) 每个Server发出一个投票。 集群的每个服务器收到投票后,首先判断该投票的有效性,如检查是否是本轮投票、是否来自LOOKING状态的服务器。 (3) 处理投票。 4、Zookeeper集群运行期间Leader重新选在Zookeeper运行期间,如果Leader节点挂了,那么整个Zookeeper集群将暂停对外服务,进入新一轮Leader选举。
zookeeper集群 配置多个实例共同构成一个集群对外提供服务以达到水平扩展的目的,每个服务器上的数据是相同的,每一个服务器均可以对外提供读和写的服务,这点和redis是相同的,即对客户端来讲每个服务器都是平等的 选举消息内容 在投票完成后,需要将投票信息发送给集群中的所有服务器,它包含如下内容。 服务器ID 数据ID 逻辑时钟 选举状态 选举流程图 因为每个服务器都是独立的,在启动时均从初始状态开始参与选举,下面是简易流程图。 ? 源码分析 QuorumPeer 主要看这个类,只有LOOKING状态才会去执行选举算法。每个服务器在启动时都会选择自己做为领导,然后将投票信息发送出去,循环一直到选举出领导为止。 updateProposal(getInitId(), getInitLastLoggedZxid(), getPeerEpoch()); } //将投票信息发送给集群中的每个服务器
从人类选举的原理我们来简单推导一下Zookeeper的选举原理。 Zookeeper选举的基本原理 注意如果 Zookeeper 是单机部署是不需要选举的,集群模式下才需要选举。 一旦集群中有超过半数的节点都认为某个节点最强,那该节点就是领导者了,投票也宣告结束。 什么场景下 Zookeeper 需要选举? 集群刚启动选举过程 假设服务器依次启动,我们来分析一下选举过程: (1)服务器1启动 发起一次选举,服务器1投自己一票,此时服务器1票数一票,不够半数以上(3票),选举无法完成。 ,那么整个 Zookeeper 集群将暂停对外服务,会触发新一轮的选举。 集群 Leader 节点故障 运行期选举与初始状态投票过程基本类似,大致可以分为以下几个步骤: (1)状态变更。