動機

同樣是補6.824上沒有的部分

  1. 換成員
  2. raft博論的練習題 (有練習題你敢信,同時還有paxos的練習題!!)

換成員 (joint consensus)

不能直接用replicate state machine的方式換成員,因為copy log與commit log的時間不一致 這樣可能會選出兩個leader

在paper上,是引入一個過渡階段,讓所有新的與舊的成員都受到要換的通知(裡面就是當期與下一期的conf)

之後等commit過渡階段後(新的與舊的成員的大多數都收到了),之後發新的conf 拿到什麼conf,就對同屬該conf的做回應(投票、appendEntries)

因此過渡階段的機器有以下特性

  • 可以對兩邊的conf的機器做回應
  • 兩邊的conf的機器都可以認成leader
  • 如果要達成共識,必須要有兩邊的conf的多數同意

另外有3個有趣的情景

  1. 預熱: 新成員如果直接參加換成員要一段時間才能有新的log
    • 讓新成員成為無法投票的腳色,接受appendEntries
  2. 可能有不包含自己的leader
    • 在轉移階段可能leader不在新conf中
  3. 被移除的server可能發requestVote讓其他人亂掉
    • 設定可以再投票的最低時間,這樣被移除的就算發投票也會被擋掉

有bug的一次換一個

在作者最初的thesis上有一個一次換一個的algo

一次換一個,每次都丟一個log,拿到該log馬上認新的 聽起來很合理,反正都有一個server在新舊conf中間,but!!

別忘了當初raft的quotum是過半數,所以像上面的圖,如果加到一台到dc-1,之後斷線,再變成新的conf之前dc-1與dc-2,3都會因為選不出leader而出事

而作者給出patch就是no-op,要等no-op到了才可以用新conf (其實這樣就與joint consensus很像,只不過這裡拆成提conf之後no-op,joint consensus是發換conf,之後apply新conf)

這裡原po用quotum的觀點去看整個algo

一次換一個在上面的圖整個quotum的變化是 $Major(a,b,c) => Major(a,b,c,d) => Major(b,c,d)$

如果只用過半數,這樣從abc到abcd可能有人沒有被包含到!! 這樣就沒有quotum的正確性了

解法就是改寫quotum的定義,只要每次都包含bc(尤其是中間階段)就可以保證正確性了

這個時候回過頭來看joint consensus 會發現

joint consensus打從一開始就保證了正確性阿

練習題

raft

下面的log有沒有可能出現在raft中? 不可能,log term只會越來越大

可能

可能

不可能,raft的safety保證log不會有空洞 (append-only)


下面有哪些log可以安全commit?

第一個因為每個都有,所以可以安全commit 第二個也是多數都有,所以可以安全commit

第三個就比較神奇了,因為有不同term的!! 就算term2的是多數,也要考慮,會不會被trim,所以看第一個follower會不會成為leader

答案是會,所以可能會被trim,所以不能安全commit


下面是選完leader的畫面,下面follower,有那些log是對的

第一個與第二個不對,只要index與term一樣,前面的所有log都要一樣!! 其他都對


nextIndex被破壞了會影響raft的正確性嗎?

不會 太大,在appendEntries會變小 太小,之後會有別的appendEntries


如果說有超多台機器要一起raft,raft要做什麼調整?

把election timeout拉長

因為 第一,傳播時間變久 第二,需要更久時間完成投票,不然可能livelock


如果忘了voteFor會?

可能在同一個term投給不同的人!!


如果忘了一部分log?

忘了commit過的log,可能會commit不同的log!!


從舊leader到新leader之間的轉換時,如果舊leader沒有收到其他rpc就會以為自己還是leader繼續commit嗎? 如果是會有問題嗎?

可能,像是複製到多數時(這時還沒收到reply),在這多數之中產生新leader,之後舊leader收到reply做commit

這沒問題,因為log已經copy到多數了,別忘了leader的選出條件是log夠新(當初就是栽在這裡)


如果換成員時當前leader不在新conf中,此時讓leader直接退位,會發生什麼事? 如果舊leader還能選,之後這位就會一直被選上之後退位,一直重複。 如果舊leader不能選,就是舊conf中的多數人都會經歷被選上之後退位

paxos

下面的basic paxos的log有不對的嗎?

沒有


在basic paxos中有5台的3台吃proposal 5.1 with value X 那其他server可能吃不同的value嗎?

能,只要沒有accept過其他value即可(本來就是空的)


在Multi-Paxos中,leader的prepare RPC的 lowerbound與upperbound是?

lowerbound: 1,直接拿到多數的noMoreAccepted=true upperbound: 有幾個空的log就有幾個prepare RPC


acceptor用firstUnchosenIndex(last_rnd)確認能accept這個value,如果沒有確認會怎樣? 類似,voteFor沒有記憶的問題 會倒退 value A打到一半停下來,之後下一個value B打完,之後value A回來,繼續打,就倒退了


proposal number (round number and unique server id)交換會發生什麼事?

正確性(安全性): 沒事,因為round number會保護好accpet 活性: 會飢餓,server id大的可以一直發prepare


在basic paxos,如果打到中間crash, recover後換了當初打得value會發生什麼事?

先發了一台ok,之後發剩下的,但是request被delay,同時crash restart後用新value打,把剩下的打完,但delay的request到了(為什麼accept可以改要看下面哪一題),之後就被改了!! (感覺超像voteFor)

另一個版本的意外是 先發了一台ok,之後發剩下的到一半crash,之後起來重發新value的 之後下一位進來,做prepare拿到新value與舊value(多數讀,所以可以隨便選value),之後用舊value發…


Accept RPC成功後會根據accpet的值,直接改minProposal,如果沒有這樣做會出什麼事? consensus-bugs


在換成員時,1 2 3是舊的,3 4 5是新的,如果1 2拿到新conf後直接下線會出什麼事? 最慘就是4 5都是空的,因為現在4 5是多數,但是前面的歷史都在3手上