Giới thiệu
Trong các hệ thống bầu cử lãnh đạo, khi một nút gặp sự cố nhưng phần lớn các nút khác vẫn hoạt động, lãnh đạo có thể tiếp tục chấp nhận và đóng góp dữ liệu mới. Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu cách Raft giúp các nút trong cụm đồng bộ hóa lại dữ liệu sau khi một nút gặp sự cố.
Cấu hình ví dụ
Ví dụ về một cấu hình cụm như sau:
node0 (lãnh đạo) --- node1 (người theo dõi) --- node2 (người theo dõi) --- node3 (người theo dõi)Tình huống gặp sự cố
Giả sử nút node3 gặp sự cố:
node0 (lãnh đạo) --- node1 (người theo dõi) --- node2 (người theo dõi) --- node3 (gặp sự cố)Lúc này, chúng ta sẽ thấy lỗi:
err: node3 is down
Nhưng điều đó không thành vấn đề. Miễn là một phần lớn các nút (2 trong 3 nút theo dõi) vẫn đang hoạt động, cụm có thể tiếp tục đóng góp dữ liệu mới.
Kịch bản phục hồi
Giả sử sau năm phút, node3 khôi phục. Trong thời gian nó không hoạt động, đã có ba đóng góp mới xảy ra. Vậy điều gì sẽ xảy ra với node3 khi nó tham gia lại cụm?
Cập nhật trạng thái
Rõ ràng là node3 không cập nhật, vì nó đã bỏ lỡ ba đóng góp đó. Câu hỏi đặt ra là: làm thế nào node3 có thể bắt kịp với phần còn lại của cụm?
Giải pháp: Sao chép nhật ký của Raft
Mỗi đóng góp trong Raft được lưu trữ trong một mục nhật ký. Mục nhật ký bao gồm hai thành phần chính:
i: chỉ số nhật kýt: kỳ hạn
Trạng thái trước sự cố
Trước khi gặp sự cố:
i = 1, t = 1 | i = 1, t = 1 | i = 1, t = 1 | i = 1, t = 1
i = 2, t = 1 | i = 2, t = 1 | i = 2, t = 1 | i = 2, t = 1Trạng thái sau khi có 3 đóng góp mới
Sau khi có ba đóng góp mới:
i = 1, t = 1 | i = 1, t = 1 | i = 1, t = 1 | i = 1, t = 1
i = 2, t = 1 | i = 2, t = 1 | i = 2, t = 1 | i = 2, t = 1
i = 3, t = 1 | i = 3, t = 1 | i = 3, t = 1
i = 4, t = 1 | i = 4, t = 1 | i = 4, t = 1
i = 5, t = 1 | i = 5, t = 1 | i = 5, t = 1Vấn đề nhật ký không nhất quán
Giờ đây, các nhật ký đã không nhất quán, và điều đó không phải là điều mong muốn. Vậy Raft khắc phục vấn đề này như thế nào?
Cách Raft khắc phục sự không nhất quán
Khi lãnh đạo gửi mục nhật ký tiếp theo (giả sử, i = 6), node3 sẽ phản hồi:
"Này! Chỉ số cuối cùng của tôi là 2, nhưng bạn đang gửi cho tôi chỉ số 6. Không thể chấp nhận được!"
Lãnh đạo sẽ trả lời:
"Được rồi, đây là mục nhật ký trước đó (i = 5)."
Nhưng node3 lại phản hồi:
"Khoan đã… Tôi chỉ có chỉ số 2!"
Quá trình trao đổi này sẽ tiếp tục cho đến khi node3 nhận được một mục nhật ký có chỉ số trước đó tương ứng (i = 2).
Bắt đầu đồng bộ hóa
Tại thời điểm đó, node3 sẽ chấp nhận các mục tiếp theo (i = 3, 4, 5, 6…) và bắt kịp với cụm.
Tóm tắt quy trình Raft
Quá trình đồng bộ hóa nhật ký là cách Raft đảm bảo tính nhất quán giữa các nút, ngay cả khi một nút gặp sự cố và quay lại sau đó.
Tóm tắt các bước:
- Raft sử dụng nhật ký để theo dõi các đóng góp.
- Khi một nút tham gia lại, lãnh đạo sẽ gửi lại các mục nhật ký thiếu.
- Nút theo dõi sẽ từ chối các nhật ký không khớp cho đến khi tìm thấy mục nhật ký cuối cùng nhất quán.
- Từ đó, nó tiếp nhận dữ liệu mới và cập nhật hoàn toàn.
Thực tiễn tốt nhất
- Giám sát trạng thái của các nút: Đảm bảo bạn có một hệ thống giám sát để phát hiện nhanh chóng khi một nút gặp sự cố.
- Lập kế hoạch phục hồi: Chuẩn bị các kịch bản phục hồi cho các nút gặp sự cố.
Những cạm bẫy phổ biến
- Không theo dõi nhật ký: Nếu nhật ký không được theo dõi đúng cách, có thể dẫn đến sự không nhất quán.
- Chậm phục hồi: Thời gian phục hồi lâu có thể gây ảnh hưởng đến hiệu suất của cụm.
Mẹo hiệu suất
- Tối ưu hóa tốc độ ghi: Sử dụng các kỹ thuật như ghi đồng bộ để giảm thiểu thời gian chờ.
- Phân bố tải: Đảm bảo rằng tải được phân bổ đều giữa các nút để tránh tình trạng tắc nghẽn.
Các câu hỏi thường gặp (FAQ)
1. Raft hoạt động như thế nào trong các cụm lớn?
Raft có thể mở rộng tốt với số lượng nút lớn, nhưng cần chú ý đến việc quản lý nhật ký để đảm bảo tính nhất quán.
2. Có cách nào để tối ưu hóa Raft không?
Có thể tối ưu hóa Raft bằng cách điều chỉnh các tham số như thời gian chờ và số lượng nút tối thiểu cần thiết để đạt được sự đồng thuận.
3. Raft có an toàn không?
Raft được thiết kế để đảm bảo tính an toàn và nhất quán ngay cả khi một số nút gặp sự cố.
Kết luận
Hy vọng bài viết này đã giúp bạn hiểu rõ hơn về cách Raft hoạt động để đảm bảo các nút trong cụm giữ được tính nhất quán sau khi xảy ra sự cố. Nếu bạn thấy thông tin này hữu ích, hãy để lại ý kiến và chia sẻ bài viết với cộng đồng!
