MPaxos:适用于大规模部署与变化负载的低延迟高吞吐的一致性协议的设计与实现

发布时间：2022-08-07 19:57

　　随着互联网的发展,现在的Web服务的用户数量越来越多,且来自世界各地。同时,许多全球性的Web服务需要根据热点位置的变化进行自我调整以实现更高的吞吐和更低的延迟。为了实现高吞吐和低延迟,通常的做法是在世界各地不同的数据中心部署只服务于当地的Web服务。但多个不同的服务意味着更高的管理、维护代价,同时也难以实现数据的即时互通,无法支持需要全球化高可用和强一致的系统,例如国际购物网站、国际金融交易系统等。因此这些系统来说,要再能够适应客户端热点特征的变化是一件非常有挑战性的工作。要实现高可用和一致性,当前最成熟的方案是实现Paxos或其变种协议。Paxos协议要实现集群的迁移一般是使用重配置过程,但这个过程耗时长且过程中无法处理客户端请求,实现效果并不好。因此,本文提出了一种新的一致性协议MPaxos,在实现高可用和一致性的同时,也充分针对全球化部署和频繁变动的负载进行了优化。MPaxos迁移集群时不使用重配置过程,而是使用了独创的重组过程,使得不同数据中心之间的集群迁移非常迅速,同时不丢失低延迟和高吞吐的特性。MPaxos的主要贡献如下:1.基于无主的Paxos协议提出了MPaxos协议... 

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究内容与挑战
    1.3 本文工作
    1.4 本文结构
第二章 相关工作与问题定义
    2.1 Paxos协议及其变种
        2.1.1 适用于局域网的有主的Paxos协议
        2.1.2 对广域网优化的有主的Paxos协议
        2.1.3 无主的Paxos协议
    2.2 大规模频繁迁移负载的相关工作
    2.3 一致性问题与概念解释
        2.3.1 系统模型和问题定义
        2.3.2 Paxos相关概念
    2.4 本章小结
第三章 MPaxos协议的设计动机
    3.1 全球化部署下的负载
    3.2 MPaxos的期望运行方式
        3.2.1 缩小法定集合
        3.2.2 去中心化和对象分离
    3.3 本章小结
第四章 MPaxos协议的详细设计
    4.1 MPaxos协议介绍
        4.1.1 MPaxos的状态机设计
        4.1.2 工作集群
        4.1.3 MPaxos的重组算法
        4.1.4 MPaxos的提交协议
    4.2 MPaxos调度框架
    4.3 本章小结
第五章 MPaxos协议异常情况处理与正确性证明
    5.1 MPaxos异常情况的处理
        5.1.1 副本错过重组的情况
        5.1.2 重组命令提交时出现异常
        5.1.3 传输结束命令提交时出现异常
    5.2 MPaxos正确性证明
    5.3 本章小结
第六章 实验与分析
    6.1 MPaxos的实现
    6.2 实验环境
        6.2.1 服务器配置和数据中心位置
        6.2.2 用作对照的其他协议
        6.2.3 碰撞率的设置
    6.3 提交延迟测试
    6.4 迁移速度测试
    6.5 扩展性测试
    6.6 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 本文总结
    7.2 未来展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表论文和科研情况
致谢



本文编号：3670947