[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于Raft的空數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)加入方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210185546.3
• 申請(qǐng)日: 2022-02-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114666206A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-06-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭頌;曾磊;徐思思;邵羽;唐瑞琮
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 重慶趣鏈數(shù)字科技有限公司;重慶市先進(jìn)區(qū)塊鏈研究院
• 主分類(lèi)號(hào): H04L41/0663
• 分類(lèi)號(hào): H04L41/0663;H04L41/00;H04L67/1095
• 代理公司: 北京挺立專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙) 11265
• 代理人: 郭磊

本發(fā)明涉及Raft應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體公開(kāi)了一種基于Raft的空數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)加入方法，包括如下步驟：步驟S001：用戶(hù)自主創(chuàng)建落后日志節(jié)點(diǎn)的對(duì)比日志長(zhǎng)度；步驟S002：加入新節(jié)點(diǎn)，將新節(jié)點(diǎn)的日志長(zhǎng)度與創(chuàng)建的對(duì)比日志長(zhǎng)度進(jìn)行對(duì)比，若小于對(duì)比日志長(zhǎng)度，則為新節(jié)點(diǎn)匹配日志復(fù)制節(jié)點(diǎn)，若不小于對(duì)比日志長(zhǎng)度，則直接按照原始Raft算法對(duì)日志進(jìn)行復(fù)制；步驟S003：當(dāng)新節(jié)點(diǎn)從Leader獲得日志復(fù)制節(jié)點(diǎn)的信息時(shí)，開(kāi)始向日志復(fù)制節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求數(shù)據(jù)并復(fù)制全量的數(shù)據(jù)，當(dāng)新節(jié)點(diǎn)的日志長(zhǎng)度復(fù)制到和日志復(fù)制節(jié)點(diǎn)的日志長(zhǎng)度一致時(shí)，則以正常的共識(shí)節(jié)點(diǎn)加入到集群，本方法解決了傳統(tǒng)的新節(jié)點(diǎn)加入同步時(shí)間很長(zhǎng)，對(duì)Leader節(jié)點(diǎn)負(fù)載較高的問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及Raft應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體公開(kāi)了一種基于Raft的空數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)加入方法。

背景技術(shù)

2013年，0ngaro等人提出Raft共識(shí)算法，解決了多年來(lái)(multi-)Paxos算法協(xié)議復(fù)雜、難以理解、不能在工程上直接實(shí)現(xiàn)的弊病，也比區(qū)塊鏈中采用的工作量證明或權(quán)益證明的簡(jiǎn)單協(xié)議更高效、節(jié)能；2019年EBay正式開(kāi)源發(fā)布開(kāi)發(fā)的Raft算法實(shí)現(xiàn)NuRaft，Raft憑借其對(duì)公司內(nèi)部大型服務(wù)器提供的快速、高效的共識(shí)能力得到了大公司的青睞；

Raft相較于Paxos的優(yōu)勢(shì)有一下四方面：

1.完整的復(fù)制狀態(tài)機(jī)協(xié)議，Raft協(xié)議與其說(shuō)是一個(gè)一致性協(xié)議不如說(shuō)是一個(gè)完整的復(fù)制狀態(tài)機(jī)協(xié)議；

2.協(xié)議拆分，Raft協(xié)議把整個(gè)協(xié)議分為選舉、log復(fù)制、集群狀態(tài)變化、日志壓縮這四個(gè)過(guò)程，簡(jiǎn)潔明了；

3.狀態(tài)減少，raft協(xié)議通過(guò)對(duì)Paxos協(xié)議增加了一些強(qiáng)限制來(lái)減少整個(gè)集群中的狀態(tài)，狀態(tài)少就代表狀態(tài)轉(zhuǎn)換少，實(shí)現(xiàn)難度降低，其中最大的改進(jìn)是對(duì)leader的地位大大加強(qiáng)，所有的log都只能從leader這里進(jìn)行流轉(zhuǎn)；

4.算法簡(jiǎn)單，容易理解，Raft協(xié)議為了保證整個(gè)協(xié)議的簡(jiǎn)單性做了大量的努力，比如在處理集群狀態(tài)變更的disjoint consensus算法，選舉失敗時(shí)再次選舉使用的randomtimer算法都是非常簡(jiǎn)單又及其有效的；

在Raft共識(shí)協(xié)議中，會(huì)有需要加入新的節(jié)點(diǎn)的需求，此時(shí)新的節(jié)是沒(méi)有數(shù)據(jù)的，于是此節(jié)點(diǎn)會(huì)從Leader(集群領(lǐng)導(dǎo)者)復(fù)制全量數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)量較大的時(shí)候，同步時(shí)間會(huì)很慢，在整個(gè)集群負(fù)載很高的時(shí)候，因?yàn)橥綌?shù)據(jù)過(guò)多，甚至可能會(huì)影響到集群的整個(gè)性能，因?yàn)榧旱耐掏侣嗜Q于Leader節(jié)點(diǎn)，本專(zhuān)利解決的是空數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)加入Raft集群對(duì)Leader節(jié)點(diǎn)影響的問(wèn)題。

因此，發(fā)明人有鑒于此，提供了一種基于Raft的空數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)加入方法，以便解決上述問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決傳統(tǒng)的新節(jié)點(diǎn)加入同步時(shí)間很長(zhǎng)，對(duì)Leader節(jié)點(diǎn)負(fù)載較高的問(wèn)題。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的基礎(chǔ)方案提供一種基于Raft的空數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)加入方法；

步驟S001：用戶(hù)自主創(chuàng)建落后日志節(jié)點(diǎn)的對(duì)比日志長(zhǎng)度；

步驟S002：加入新節(jié)點(diǎn)，將新節(jié)點(diǎn)的日志長(zhǎng)度與創(chuàng)建的對(duì)比日志長(zhǎng)度進(jìn)行對(duì)比，若小于對(duì)比日志長(zhǎng)度，則為新節(jié)點(diǎn)匹配日志復(fù)制節(jié)點(diǎn)，若不小于對(duì)比日志長(zhǎng)度，則直接按照原始Raft算法對(duì)日志進(jìn)行復(fù)制；

步驟S003：當(dāng)新節(jié)點(diǎn)從Leader獲得日志復(fù)制節(jié)點(diǎn)的信息時(shí)，開(kāi)始向日志復(fù)制節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求數(shù)據(jù)并復(fù)制全量的數(shù)據(jù)，當(dāng)新節(jié)點(diǎn)的日志長(zhǎng)度復(fù)制到和日志復(fù)制節(jié)點(diǎn)的日志長(zhǎng)度一致時(shí)，則以正常的共識(shí)節(jié)點(diǎn)加入到集群。

進(jìn)一步，當(dāng)同時(shí)有多個(gè)新節(jié)點(diǎn)加入集群時(shí)，Leader將統(tǒng)一指定日志復(fù)制節(jié)點(diǎn)來(lái)進(jìn)行日志的復(fù)制；

當(dāng)存在多個(gè)復(fù)制日志節(jié)點(diǎn)時(shí)，則由Leader篩選其中日志不落后集群的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行復(fù)制。

進(jìn)一步，當(dāng)Leader發(fā)生宕機(jī)時(shí)，則按如下步驟繼續(xù)實(shí)行：