Zookeeper专题——选主过程,脑裂问题如何解决


目前有5台服务器,每台服务器均没有数据,它们的编号分别是1,2,3,4,5,按编号依次启动,它们的选择举过程如下:

  • 服务器1启动,给自己投票,然后发投票信息,由于其它机器还没有启动所以它收不到反馈信息,服务器1的状态一直属于Looking。

  • 服务器2启动,给自己投票,同时与之前启动的服务器1交换结果,由于服务器2的编号大所以服务器2胜出,但此时投票数没有大于半数,所以两个服务器的状态依然是LOOKING。

  • 服务器3启动,给自己投票,同时与之前启动的服务器1,2交换信息,由于服务器3的编号最大所以服务器3胜出,此时投票数正好大于半数,所以服务器3成为领导者,服务器1,2成为小弟。

  • 服务器4启动,给自己投票,同时与之前启动的服务器1,2,3交换信息,尽管服务器4的编号大,但之前服务器3已经胜出,所以服务器4只能成为小弟。


  • 服务器5启动,后面的逻辑同服务器4成为小弟。

    小说了一下Zookeeper,接下来讨论一下脑裂,假死等等问题以及解决方法吧。


    假死脑裂 
    在一个大的集群中往往会有一个master的存在,在长期运行过程中不可避免会出现宕机等等的问题导致master不可用,在出现这样的情况以后往往会对系统产生很大的影响,所以一般的分布式集群中的master都采用了高可用的解决方案来避免这样的情况发生。 
    master-slaver方式,存在一个master的节点,平时对外服务,同时有一个slaver节点来监控master,监控的同时有某种方式来进行数据同步。假如现在master挂掉了,slaver能很快获知并且迅速切换为新的master。但是在这种方式中,监控切换是一个很大的难题,但是现在Zookeeper的watch和分布式锁机制能比较好的解决这个问题。虽然Zookeeper很好的解决了这个问题,但是它的使用也存在其他的问题,比如脑裂。 
    导致脑裂的一个根源问题就是假死。


    什么叫假死呢? 
    有一个很重要的问题,就是到底是根据一个什么样的情况来判断一个节点死亡down掉了。 
    在分布式系统中这些都是有监控者来判断的,但是监控者也很难判定其他的节点的状态,唯一一个可靠的途径就是心跳,包括Zookeeper也是使用心跳来判断客户端是否仍然活着。 
    使用ZooKeeper来做master HA基本都是同样的方式,每个节点都尝试注册一个象征master的临时节点其他没有注册成功的则成为slaver,并且通过watch机制监控着master所创建的临时节点,Zookeeper通过内部心跳机制来确定master的状态,一旦master出现意外Zookeeper能很快获悉并且通知其他的slaver,其他slaver在之后作出相关反应。这样就完成了一个切换。这种模式也是比较通用的模式,基本大部分都是这样实现的,但是这里面有个很严重的问题,如果注意不到会导致短暂的时间内系统出现脑裂,因为心跳出现超时可能是master挂了,但是也可能是master,zookeeper之间网络出现了问题,也同样可能导致。这种情况就是假死,master并未死掉,但是与ZooKeeper之间的网络出现问题导致Zookeeper认为其挂掉了然后通知其他节点进行切换,这样slaver中就有一个成为了master,但是原本的master并未死掉,这时候client也获得master切换的消息,但是仍然会有一些延时,zookeeper需要通讯需要一个一个通知,这时候整个系统就很混乱可能有一部分client已经通知到了连接到新的master上去了,有的client仍然连接在老的master上如果同时有两个client需要对master的同一个数据更新并且刚好这两个client此刻分别连接在新老的master上,就会出现很严重问题。

    是什么原因导致这样情况的出现呢? 
    主要原因是Zookeeper集群和Zookeeper client判断超时并不能做到完全同步,也就是说可能一前一后,如果是集群先于client发现那就会出现上面的情况。同时,在发现并切换后通知各个客户端也有先后快慢。一般出现这种情况的几率很小,需要master与Zookeeper集群网络断开但是与其他集群角色之间的网络没有问题,还要满足上面那些情况,但是一旦出现就会引起很严重的后果,数据不一致。

    如何避免? 
    在slaver切换的时候不在检查到老的master出现问题后马上切换,而是在休眠一段足够的时间,确保老的master已经获知变更并且做了相关的shutdown清理工作了然后再注册成为master就能避免这类问题了,这个休眠时间一般定义为与Zookeeper定义的超时时间就够了,但是这段时间内系统不可用了。













转自:https://blog.csdn.net/happy_wu/article/details/80197382

相关文章
相关标签/搜索