1)预备(prepare)：Proposer起首选择一个提议序号n给其他的acceptor节点发送prepare消息。Acceptor收到prepare消息后，如不雅提议的序号大年夜于他已经答复的所有prepare消息，则acceptor将本身前次接收的提议答复给proposer，并承诺不再答复小于n的提议。

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2)赞成(accept)：Proposer收到了acceptor中的多半派对于prepare的答复后，就进入赞成阶段。如不雅在之前的prepare阶段acceptor答复了前次接收的提议，那么，proposer选择个中序号最大年夜的提议值发给acceptor赞成;不然，proposer生成一个新的提议值发给acceptor赞成。Acceptor在不违背他之前在prepare阶段典范诺的前提下，接收这个请求。

3)确认(acknowledge)：如不雅跨越一半的acceptor接收，提议值生效。Proposer发送acknowledge消息通知所有的acceptor提议生效。

激发收集异常的原因可能是消息损掉、消息乱序或者收集包数据缺点。有一种特别的收集异常称为“收集分区”，即集群的所有节点被划分为多个区域，每个区域内部可以正常通信，然则区域之间无法通信。例如，某分布式体系安排在两个数据中间，因为收集调剂，导致数据中间之间无法通信，然则，数据中间内部可以正常通信。

工作节点经由过程心跳包(Heartbeat，准时发送)将节点负载相干的信息，如CPU，内存，磁盘，收集等资本应用率，读写次数及读写数据量发送给总控节点。总控节点计算出工作节点的负载以及须要迁徙的数据，生成迁徙义务放入迁徙队列中等待履行。

Paxos协定须要推敲两个问题：精确性，即只有一个提议值生效;可终止性，即最后总会有一个提议值生效。Paxos协定中请求每个生效的提议被acceptor中的多半派接收，并且每个acceptor不会接收两个不合的提议，是以可以包管精确性。Paxos协定并不克不及严格包管可终止性，然则大年夜Paxos协定的履行过程可以看出来，只要跨越一个acceptor接收了提议，proposer很快就会发明，并从新提议个中序号最大年夜的提议值。是以，跟着协定赓续进行，它会往“某个提议值被多半派接结束生效”这一最注目标挨近。

Paxos与2PC

Paxos协定和2PC协定在分布式体系中所起的感化处不雷同。Paxos协定用于包管同一个数据分片的多个副本之间的数据一致性。当这些副本分布到不合的数据中间时，这个需求尤其强烈。2PC协定用于包管多个数据分片上的操作的原子性。这些数据分片可能分布在不合的办事器上，2PC协定包管多台办事器上的操作要么全部成功，要么全部掉败。

常见的做法是，将2PC和Paxos协定结合起来，经由过程2PC包管多个数据分片上的操作的原子性，经由过程Paxos协定实现同一个数据分片的多个副本之间的一致性。别的，经由过程Paxos协定解决2PC协定中调和者宕机问题。当2PC协定中的调和者出现故障，经由过程Paxos协定选举出新的调和者持续供给办事。

在分布式体系中，跨机房问题一向都是老大年夜难问题。机房之间的收集延迟较大年夜，且不稳定。跨机房问题重要包含两个方面：数据同步以及办事切换。跨机房安排筹划有三个：集群整体切换、单个集群跨机房、Paxos选主副本。下面分别介绍。

1.集群整体切换

集群整体切换是最为常见的筹划。如下图所示，假设某体系安排在两个机房：机房1和机房2。两个机房保持自力，每个机房安排零丁的总控节点，且每个总控节点各有一个备份节点。当总控节点出现故障时，可以或许主动将机房内的备份节点切换为总控节点持续供给办事。别的，两个机房安排了雷同的副本数，例如数据分片A在机房1存储的副本为A11和A12，在机房2安排的副本为A21和A22.在某个时刻，机房1为主机房，机房2为备机房。

机房之间的数据同步方法可能为强同步或者异步。

如不雅采取异步模式，那么备用机房的数据老是落后于主机房。当主机房整体出现故障时，有两种选择：要么将办事切换到备机房，忍耐数据损掉的风险;要么停止办事，直到主机房恢复为止。是以，主备切换往往是手工的，因为须要根据营业特灯揭捉?择“损掉数据”或者“停止办事”。

如不雅采取强同步模式，那么备机房的数据和主机房保持一致。当主机房出现故障时，可以经由过程分布式锁办事发明，并主动将备用机房切换为主机房。

2.单个集群跨机房

上一种筹划的所有主副本只能同时存在于一个机房内，另一种筹划是将单个集群安排到多个机房，许可不合数据分片的主副本位于不合的机房。如下图所示，每个数据分片在机房1和机房2，总共包含4个副本，个中A1、B1、C1是主副本，A1和B1在机房1，C1在机房2。全部集群只有一个总控节点，它须要同机房1和机房2的所有工作节点保持通信。当总控节点出现故障时，分布式锁办事将检测到，并将机房2的备份节点切换为总控节点。

如不雅采取这种安排方法，总控节点在履行数据分布时，须要推敲机房信息，也就是说，尽量将同一个数据分片的多个副本分布到多个机房，大年夜而防止单个机房出现故障而影响正常办事。

3.Paxos选主副本

在前两种筹划中，总控节点须要和工作节点之间保持租约(lease)，当工作节点出现故障时，主动将它膳绫擎办事的主副本切换到其他工作节点。

如不雅采取Paxos选主副本，那么，每个数据分片的多个副本构成一个Paxos复制组。如下图所示，B1、B2、B3、B4构成一个复制组，某一时刻B1为复制组的主副本，当B1出现故障时，其他副本将测验测验切换为主副本，Paxos协定包管只有一个副本会成功。如许，总控节点和工作节点之间不再须要保持租约，总控节点出现故障也不会对工作节点产生影响。

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本文标题：分布式存储系统基础

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