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Zookeeper是如何解决脑裂问题

2024年08月02日 数据分析 我要评论
通过Quorums机制来防止脑裂和假死,当leader挂掉之后,可以重新选举出新的leader节点使整个集群达成一致;当出现假死现象时,通过epoch大小来拒绝旧的leader发起的请求,在前面也已经讲到过,这个时候,重新恢复通信的老的leader节点会进入恢复模式,与新的leader节点做数据同步,perfect。

假死:由于心跳超时(网络原因导致的)认为master死了,但其实master还存活着。

脑裂:由于假死会发起新的master选举,选举出一个新的master,但旧的master网络又通了,导致出现了两个master ,有的客户端连接到老的master 有的客户端链接到新的master。

一、zookeeper的解决方案

要解决split-brain的问题,一般有3种方式:

    quorums(ˈkwôrəm 法定人数) :比如3个节点的集群,quorums = 2, 也就是说集群可以容忍1个节点失效,这时候还能选举出1个lead,集群还可用。比如4个节点的集群,它的quorums = 3,quorums要超过3,相当于集群的容忍度还是1,如果2个节点失效,那么整个集群还是无效的

    redundant communications:冗余通信的方式,集群中采用多种通信方式,防止一种通信方式失效导致集群中的节点无法通信。

    fencing, 共享资源的方式:比如能看到共享资源就表示在集群中,能够获得共享资源的锁的就是leader,看不到共享资源的,就不在集群中。

zookeeper默认采用了quorums这种方式,即只有集群中超过半数节点投票才能选举出leader。这样的方式可以确保leader的唯一性,要么选出唯一的一个leader,要么选举失败。在zookeeper中quorums有2个作用:

    集群中最少的节点数用来选举leader保证集群可用:通知客户端数据已经安全保存前集群中最少数量的节点数已经保存了该数据。一旦这些节点保存了该数据,客户端将被通知已经安全保存了,可以继续其他任务。而集群中剩余的节点将会最终也保存了该数据。

    假设某个leader假死,其余的followers选举出了一个新的leader。这时,旧的leader复活并且仍然认为自己是leader,这个时候它向其他followers发出写请求也是会被拒绝的。因为每当新leader产生时,会生成一个epoch,这个epoch是递增的,followers如果确认了新的leader存在,知道其epoch,就会拒绝epoch小于现任leader epoch的所有请求。那有没有follower不知道新的leader存在呢,有可能,但肯定不是大多数,否则新leader无法产生。zookeeper的写也遵循quorum机制,因此,得不到大多数支持的写是无效的,旧leader即使各种认为自己是leader,依然没有什么作用。

二、总结

       通过quorums机制来防止脑裂和假死,当leader挂掉之后,可以重新选举出新的leader节点使整个集群达成一致;当出现假死现象时,通过epoch大小来拒绝旧的leader发起的请求,在前面也已经讲到过,这个时候,重新恢复通信的老的leader节点会进入恢复模式,与新的leader节点做数据同步,perfect。

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