一种Raft分布式系统及Raft共识方法技术方案

本发明专利技术提出了一种Raft分布式系统及Raft共识方法，涉及分布式存储领域，用于解决现有技术将数据存储在每个节点上导致的计算和存储开销问题，包括主节点、从节点、候选节点和备份节点；主节点执行客户端的数据请求，并将数据请求日志发送至从节点和备份节点；从节点接收主节点的数据请求日志，执行数据请求日志所关联的数据请求；候选节点选举主节点过程中的中间状态，发起主节点的选举投票过程；备份节点，没有状态机，不保存数据的完整副本，随机选择设定个数的从节点配置为备份节点；本发明专利技术利用Raft算法的容错能力，引入新的备份节点角色，通过优化Raft共识方法，消除备份节点上的数据冗余副本，在保证一致性的同时，能够极大地降低存储和计算开销。地降低存储和计算开销。地降低存储和计算开销。

【技术实现步骤摘要】
一种Raft分布式系统及Raft共识方法


[0001]本专利技术属于分布式存储领域，尤其涉及一种Raft分布式系统及Raft共识方法。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]随着物联网、电子商务、社会化网络的快速发展，全球大数据储量迅猛增长，成为大数据产业发展的基础；2017年全球大数据储量为21.6ZB，2018年全球大数据储量达到33ZB，增速达52.8％；随着信息科技的不断进步，中商产业研究院预计2022年全球大数据储量将达61.2ZB；面对海量数据，单个节点的处理能力无法满足日益增长的计算、存储任务，只能采用分布式系统。
[0004]分布式系统是由一组通过网络进行通信、为了完成共同的任务而协调工作的计算机节点组成的系统，可以利用廉价、普通的机器来完成单个计算机无法完成的计算、存储任务；为了提高可用性，分布式系统通常会引入副本，这就带来了数据的一致性问题，而保持节点间数据的一致性就必须采用一致性算法。
[0005]一致性算法允许多台机器作为一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Raft分布式系统，包括多个节点，其特征在于，所述节点被分为主节点、从节点、候选节点和备份节点；所述主节点，被配置为：执行客户端的数据请求，并将数据请求日志发送至从节点和备份节点；所述从节点，被配置为：接收主节点的数据请求日志，执行数据请求日志所关联的数据请求；所述候选节点，被配置为：选举主节点过程中的中间状态，发起主节点的选举投票过程；所述备份节点，被配置为：没有状态机，不保存数据的完整副本，系统产生主节点后，随机选择设定个数的从节点配置为备份节点。2.如权利要求1所述的一种Raft分布式系统，其特征在于，所述随机选择设定个数的从节点配置为备份节点，具体为：新产生的主节点检测并配置集群中的备份节点；假设集群节点数量为N＝2F+1个，F是非负整数，从从节点中随机选出F个节点转变为备份节点。3.一种Raft共识方法，其特征在于，基于如权利要求1
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2任一项所述的一种Raft分布式系统，包括：客户端发来数据请求时，进行Raft日志同步过程；节点满足压缩条件时，进行Raft日志压缩过程；系统满足超时心跳条件时，进行Raft选主过程；所述Raft日志同步过程：主节点将客户端发来的数据请求序列化为一条Raft日志，并将本条Raft日志发送给所有的从节点和备份节点；从节点接到Raft日志后，进行日志复制、日志提交和日志应用操作；备份节点接到Raft日志后，进行日志复制、日志提交；所述Raft日志压缩过程：集群中的所有节点判断自身是否满足压缩条件；满足压缩条件的主节点和从节点，从状态机获取快照，进行日志压缩；满足压缩条件的备份节点，向主节点请求快照数据，进行日志压缩；所述Raft选主过程：从节点或备份节点发现自身满足超时心跳条件后，经过选举投票，成为新的主节点；新的主节点，如果自身没有完整的数据副本，则进行主节点转移操...

【专利技术属性】
技术研发人员：申兆岩，李鹏民，魏倩，贾智平，于东晓，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：