[發明專利]一種集群選舉設計方法

在審

• 申請號: 201310436866.2
• 申請日: 2013-09-24
• 公開（公告）號: CN103491168A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 范明彬;張在貴
• 申請（專利權）人: 浪潮電子信息產業股份有限公司
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及計算機技術領域，具體涉及一種集群選舉設計方法。

技術背景

集群技術是一種較新的技術，通過集群技術，可以在付出較低成本的情況下獲得在性能、可靠性、靈活性方面的相對較高的收益。

就目前應用來說，集群技術主要分為兩類：高可用性集群和高性能集群。高可用性集群的主要功能就是提供不間斷的服務，有許多應用程序必須一天二十四小時地不停運轉，如所有的web服務器、工業控制器、ATM、遠程通訊轉接器、醫學與軍事檢測儀以及股票處理機等。對這些應用程序而言，暫時的停機都會導致數據的丟失和災難性的后果。

高性能集群通過將多臺機器連接起來同時處理復雜的計算問題。模擬星球附近的磁場、預測龍卷風的出現、定位石油資源的儲藏地等情況都需要對大量的數據進行處理。傳統的處理方法是使用超級計算機來完成計算工作，但是超級計算機的價格比較昂貴，而且可用性和擴展性不夠強，因此集群成為了高性能計算領域矚目的焦點。

無論是高可用性集群，還是高性能集群，都要求在任務運行過程中服務不中斷，提供完整高可用服務，而在多個集群節點之間，需要一個leader節點來監控集群中各個節點的狀態，并做實時調整。而選舉方法就顯得格外重要。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：在多個集群節點之間，選舉一個leader節點。

本發明所采用的技術方案為：一種集群選舉設計方法，在選舉過程中，每個節點都可以發起選舉并回復其他節點的選舉請求，當一個processor發起一次選舉時，所有的節點則為該節點的acceptors（同時也可作為processor發起選舉），當acceptors接收到processor發送的選舉請求后，acceptors判斷本身id(a_id)與processor的id(p_id)大小，若a_id小于p_id，則該acceptor則重新發起一次選舉，若a_id大于p_id,則回復ack，表示同意processor為leader節點。若超過半數的acceptors回復ack，則該processor則成為新的leader。若發起選舉超過5秒，仍未有半數的人回復ack，且沒有新的leader產生，則該processor節點將重新發起一次選舉，直至新的leader產生為止。

一種集群選舉設計方法的實現步驟：

（1）node1（id為0）發起一個選舉前，首先遍歷自己的quorum數組，發現其存放的id，，確定對應的對應node2、node3……。

（2）node1向node2、node3……節點發起一個選舉P，epoch設置為1。

（3）node2、node3……接收到node1發起的選舉請求后，首先對比自身epoch與node1發來的epoch，若比其小，則繼續比較id大小，發現node1的id比較小，說明node1的優先級比較高，則回復ack。若a_id小于p_id，則由該節點重新發起一次選舉。

（4）node1接收到ack后，加上自身的ack，計算收到的ack數目，經過判斷其值大于quorum長度的二分之一，將epoch加1（修改為2），連同獲得選舉消息（V）一起發給node2、node3……。node1成為新的leader，并完成此次選舉。

（5）node2、node3……接收到node1發來的epoch和獲勝消息，確認node1為新的leader，并結束此次選舉。

注：Processors：提出選舉請求，即選舉的發起者。該角色每次只能發起一個選舉請求。

Acceptors：請求的接受者，即接受processors提出的請求，并作回應。每次只能接受一個選舉請求。

在選舉過程中，每個節點可能會同時擔任這兩個角色。

id:?整形數，集群中每個節點的唯一識別符，不得重復，id越小其成為leader的概率越高。

epoch：整形數，發起每次選舉的唯一標示，若epoch為奇數，則集群正在進行選舉，若為偶數，則選舉結束。小于自身epoch的選舉為過期選舉。

quorum：數組，存放節點id的有效列表，列表中的節點存在且處于運行狀態。

本發明的有益效果為：本發明所提出基于集群節點間的選舉算法，實現集群節點之間的leader選舉，并在leader失效后，重新發起新的選舉。保證了集群的高可用服務，提高了集群的持續工作能力。

附圖說明

圖1為一個3個節點的選舉流程圖。

具體實施方式