静态网站开发实验报告/品牌设计

背景
拜占庭将军问题是分布式领域最复杂、最严格的容错模型。但在日常工作中使用的分布式系统面对的问题不会那么复杂，更多的是计算机故障挂掉了，或者网络通信问题而没法传递信息，这种情况不考虑计算机之间互相发送恶意信息，极大简化了系统对容错的要求，最主要的是达到一致性。

所以将拜占庭将军问题根据常见的工作上的问题进行简化：假设将军中没有叛军，信使的信息可靠但有可能被暗杀的情况下，将军们如何达成一致性决定？

Raft 的解决方案大概可以理解成 先在所有将军中选出一个大将军，所有的决定由大将军来做。选举环节：比如说现在一共有3个将军 A, B, C，每个将军都有一个随机时间的倒计时器，倒计时一结束，这个将军就会把自己当成大将军候选人，然后派信使去问其他几个将军，能不能选我为总将军？假设现在将军A倒计时结束了，他派信使传递选举投票的信息给将军B和C，如果将军B和C还没把自己当成候选人（倒计时还没有结束），并且没有把选举票投给其他，他们把票投给将军A，信使在回到将军A时，将军A知道自己收到了足够的票数，成为了大将军。在这之后，是否要进攻就由大将军决定，然后派信使去通知另外两个将军，如果在一段时间后还没有收到回复（可能信使被暗杀），那就再重派一个信使，直到收到回复。

Raft节点状态
每个节点有三种状态：Follower，Candidate，Leader。状态之间是互相转换的。

每个节点上都有倒计时，随机时间在150ms到300ms之间。
重置Timeout：
1、收到选举的请求
2、收到Leader的Heartbeat

在Raft运行过程中，最主要的两个活动：
1、选主 Leader Election
2、复制日志 Log Replication

选主Leader Election
第一种情况
第一步
1、每个节点都是Fallower
2、每个节点都有一个超时时间

第二步
1、当Follower节点超时后会自动转换到Candidate状态
2、转换为Candidate状态的节点会发起投票
3、发起投票后会让Term+1
4、Candidate状态节点会先给自己投一票，然后等待其他节点的投票

第三步
1、收到投票请求的节点，返回投票结果。
2、收到投票请求的节点，同步Term值（前提是发起请求的Term大于收到方Term的值）
3、收到投票请求的节点，记录发起请求的节点
4、投票过半数节点状态改变为Leader

第四步
1、Leader选举成功
2、Leader以心跳检测的方式给Follower节点发送请求，并更新Follower节点的时间

第五步
Follower返回健康情况

第六步重新选举Leader
当前Leader服务停止了重新选举Liader选举方法从第一步开始

第二种情况
当有四个节点时候的选举
第一步
超时后的状态转变，发送选举信息（超时时间是随机分配的所以存在结束时间相同的情况）

第二步
选举投票结果相同

第三步
结果相同的情况下回到第一步（直到选出Leader）

复制日志
首先要说明：复制日志是分两个步骤的：
1、数据先写入值日
2、日志提交
第一步
系统正常运行

第二步
客户端发送请求
注意：客户端只能给Leader发送请求
Leader节点收到客户端发的请求后将信息写入日志

第三步
Leader将请求信息发送给Follower节点

第四步
1、Follower节点收到Leader（数量过半）的信息后存入日志中
2、并返回给Leader收到信息
3、Leader收到Follower返回的信息后将日志提交

第五步
1、Leader给客户端返回消息

第六步
Leader给Follower发送保存请求，Folloer将日志保存

相关演示地址：http://thesecretlivesofdata.com/raft/
日志存储的演示地址：https://raft.github.io/raftscope/index.html
演示地址可以模拟各种不同的情况进行验证。