[發明專利]基于Gossip通信協議和Raft選舉算法的優化方法

有效

• 申請號: 201710004354.7
• 申請日: 2017-01-04
• 公開（公告）號: CN106656624B
• 公開（公告）日: 2019-05-14
• 發明（設計）人: 顧乃杰;黃增士;李燚;郝建林;朱方祥;王芬
• 申請（專利權）人: 合肥康捷信息科技有限公司
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;H04L29/08
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 陸麗莉;何梅生

本發明公開一種基于Gossip通信協議和Raft選舉算法的優化方法，包括：1全局定義；2定義節點每秒鐘固定發送PING消息的數目；3更改節點每秒鐘固定發送PING消息的數目和接收節點的選取方式；4主節點故障，Redis集群中節點判定主節點處于疑似下線狀態；5更改Gossip單元中Gossip消息的條數和選取方式；6Redis集群中節點判定主節點處于下線狀態；7從節點向Redis集群中所有節點發起投票請求；8更改投票方式；9從節點當選為主節點；10Redis集群恢復成功。本發明能在不影響Redis集群的吞吐量和時延的基礎上，縮短Redis集群的恢復時間，提升Redis集群的可靠性和穩定性。

技術領域

本發明涉及非關系型的數據庫技術領域，具體地說是一種基于Gossip通信協議和Raft選舉算法的優化方法。

背景技術

Redis集群是由N×(n+1)個Redis服務器節點構成的分布式集群，服務器節點分為N個主節點和N×n個從節點，一個主節點對應n個從節點，主節點負責對處理槽以及相應的客戶操作，從節點復制備份主節點的數據。在主節點故障后，Redis集群通過Gossip通信協議來判斷故障的主節點處于下線狀態，并停止接收客戶端的請求；隨后加入相應的故障轉移過程，對應的從節點在通過Raft選舉算法獲得個主節點的支持票后，升為新的主節點，代替原先主節點的功能，使得集群恢復成功。

作為一種分布式集群，穩定性和可靠性非常重要，但是目前的Redis集群在主節點故障后，恢復時間不穩定且耗時較長，甚至無法成功恢復，并且隨著故障主節點數目的增加，Redis集群的恢復時間增長很快；當用戶執行比較耗時的操作時，Redis集群會產生錯誤的主從切換。這些都與Redis集群現有的Gossip通信協議和Raft選舉算法的具體實現有關，其中Gossip通信協議是一種最終一致性算法，不能保證在某個時間點使整個集群的所有節點達到一致的狀態；Raft選舉算法是一種基于日志副本同步的一致性算法，可分成主節點選舉，日志同步和安全提交。

發明內容

本發明是為了克服現有技術存在的不足之處，提供一種基于Gossip通信協議和Raft選舉算法的優化方法，以期能克服現有Redis集群的上述缺陷，從而能在不影響Redis集群的吞吐量和時延的基礎上，縮短Redis集群的恢復時間，提升Redis集群的可靠性和穩定性。

本發明為達到上述發明目的，采用如下技術方案：

本發明一種基于Gossip通信協議和Raft選舉算法的優化方法，是應用于由N×(n+1)個節點組成的Redis集群中，所述節點是運行在集群模式下的Redis服務器，并分為N個主節點和N×n個從節點，任意一個主節點分別對應于n個從節點，由一個主節點及其對應的n個從節點構成一個分片；其特點是，所述優化方法按如下步驟進行：

步驟1、全局定義：

定義所述N個主節點構成的主節點集合為{M₁,M₂,…,M_i,…,M_N}，M_i表示第i個主節點；1≤i≤N；

定義所述第i個主節點M_i的從節點集合為{S_i1,S_i2,…,S_ij,…,S_in}，S_ij表示第i個主節點M_i所對應的第j個從節點；1≤j≤n；

定義Redis集群中的所有節點集合為{N₁,N₂,…,N_k,…,N_N×(n+1)}，N_k表示第k個節點，1≤k≤N×(n+1)；

定義保存所述第k個節點N_k詳細狀態信息的結構體為第k個狀態結構體CN_k；