[發(fā)明專利]一種分布式數(shù)據(jù)庫節(jié)點(diǎn)存活狀態(tài)檢測模塊及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011334370.0
• 申請日: 2020-11-25
• 公開（公告）號: CN112445809A
• 公開（公告）日: 2021-03-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王堯;王瀚墨;陳磊;孫思清
• 申請（專利權(quán)）人: 浪潮云信息技術(shù)股份公司
• 主分類號: G06F16/23
• 分類號: G06F16/23;G06F16/27
• 代理公司: 濟(jì)南信達(dá)專利事務(wù)所有限公司 37100
• 代理人: 馮春連

本發(fā)明公開一種分布式數(shù)據(jù)庫節(jié)點(diǎn)存活狀態(tài)檢測模塊，涉及計(jì)算機(jī)通信技術(shù)領(lǐng)域。針對現(xiàn)有節(jié)點(diǎn)狀態(tài)檢測過程中存在的缺陷，將狀態(tài)檢測模塊的監(jiān)測單元監(jiān)測并獲取每個節(jié)點(diǎn)的健康狀態(tài)和更新時間，將狀態(tài)檢測模塊的處理單元按Gossip協(xié)議中的拓?fù)淠Ｊ竭M(jìn)行數(shù)據(jù)響應(yīng)，分析和統(tǒng)計(jì)節(jié)點(diǎn)的存活狀態(tài)并提取出不活躍的節(jié)點(diǎn)列表。本發(fā)明進(jìn)一步公開一種分布式數(shù)據(jù)庫節(jié)點(diǎn)存活狀態(tài)檢測方法，浪潮云海分布式數(shù)據(jù)庫DRDB中，基于Gossip協(xié)議廣播消息，集群中的每個節(jié)點(diǎn)在心跳周期內(nèi)都會接收和發(fā)送包含其他節(jié)點(diǎn)更新消息的數(shù)據(jù)包，將前述狀態(tài)檢測模塊與集群中的每個節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信，即可提取出不活躍的節(jié)點(diǎn)列表。本發(fā)明可以迅速識別節(jié)點(diǎn)是否具有正常能力來進(jìn)行副本處理、內(nèi)存拷貝、消息傳遞等功能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)通信技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種分布式數(shù)據(jù)庫節(jié)點(diǎn)存活狀態(tài)檢測模塊及方法。

背景技術(shù)

分布式網(wǎng)絡(luò)中常用Raft協(xié)議來維護(hù)多個副本的一致性。參考附圖1，副本總共有Leader、Follower、Candidate三種狀態(tài)。其中，Leader指所有請求的處理者；Follower指請求的被動接收者，其從Leader接受更新請求，然后寫入本地日志文件；Candidate指候選人，在Raft集群中，在有界時間內(nèi)有且僅有一個Leader，在Leader運(yùn)行正常的情況下，一個節(jié)點(diǎn)服務(wù)器只會屬于Leader和Follower兩種角色之一，直到Leader故障了，F(xiàn)ollower才有可能變成Candidate，從而觸發(fā)選舉過程。

通常一個Raft組有3個副本，Leader負(fù)責(zé)和其他2個Follower進(jìn)行通信，而Follower之間并不互相通信。Leader會把client的寫請求log復(fù)制到Follower。它會和Follower保持心跳。每個Follower都有一個timeout時間(一般為150ms～300ms)，在接受到心跳的時候，timeout時間會被重置。也就是說每個Raft組有一個超期時間Threshold,在一個相同“紀(jì)”時間內(nèi)，F(xiàn)ollower發(fā)現(xiàn)Leader心跳超期時，會重新進(jìn)行Raft選主操作,選出新的Leader節(jié)點(diǎn)后，“紀(jì)”對應(yīng)的序列號增加1。

秒傳遞2次心跳，那N個Raft組就會傳遞2N/s個心跳在網(wǎng)絡(luò)中傳播，當(dāng)N＝1000后，單個節(jié)點(diǎn)就會產(chǎn)生至少2000個/s心跳,如果集群中存在M個節(jié)點(diǎn)(M＝1000),則整個集群中就會有最少每秒上萬次請求。這種請求頻率，恐怕普通的集群是很難承載的。

為了解決上述超大規(guī)模的QPS(Query Per Second，每秒查詢率)請求，許多廠商用了各種辦法，比如：增加硬件性能、提高網(wǎng)卡傳輸帶寬和速率；再比如：CockRoachDB中將多個Raft組共同上報心跳的機(jī)制修改為只去傳遞集群中每個節(jié)點(diǎn)的存活狀態(tài)，這樣即大大的降低了QPS的數(shù)量，但是，由于每個節(jié)點(diǎn)更新的時間戳一直在變，導(dǎo)致一個周期時間內(nèi)保活消息傳遞的依然是整個集群中每個活躍節(jié)點(diǎn)的更新時間。成百上千個節(jié)點(diǎn)都需要自己在本地保存一份集群中其他節(jié)點(diǎn)的活躍狀態(tài)記錄表，這份記錄的狀態(tài)表同時也會指導(dǎo)各個Raft組進(jìn)行后續(xù)對應(yīng)的處理。這種處理雖然在一定程度上緩解了百萬級請求的窘境，但每秒還是會傳遞數(shù)千回心跳請求。

發(fā)明內(nèi)容

集群中節(jié)點(diǎn)處理邏輯復(fù)雜，節(jié)點(diǎn)自身的狀態(tài)變化是不可預(yù)估的。只有正確的觀察和收集節(jié)點(diǎn)健康狀況才能持續(xù)保證集群的穩(wěn)定性。傳統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)間心跳雖然可靠性高，但實(shí)際上對于一個相對穩(wěn)定的系統(tǒng)來講，每次傳遞活躍節(jié)點(diǎn)的心跳對于接收方來講用途并不是很大。如果我們可以默認(rèn)集群中的節(jié)點(diǎn)均處于正常狀況，僅在非正常時進(jìn)行通告，這些才是接收節(jié)點(diǎn)最關(guān)心的要點(diǎn)。基于此，本發(fā)明設(shè)計(jì)一種分布式數(shù)據(jù)庫節(jié)點(diǎn)存活狀態(tài)檢測模塊及方法，可以迅速識別節(jié)點(diǎn)是否具有正常能力來進(jìn)行副本處理、內(nèi)存拷貝、消息傳遞等功能。

首先，本發(fā)明提供一種分布式數(shù)據(jù)庫節(jié)點(diǎn)存活狀態(tài)檢測模塊，解決上述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案如下：

一種分布式數(shù)據(jù)庫節(jié)點(diǎn)存活狀態(tài)檢測模塊，其通信連接集群中的每個節(jié)點(diǎn)，包括：

監(jiān)測單元，用于監(jiān)測并獲取每個節(jié)點(diǎn)的健康狀態(tài)和更新時間，