CN113641692A - 一种实现分布式集群节点参选的方案及*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种实现分布式集群节点参选的方案,所述方案包括以下步骤:步骤S1、在分布式集群中的参选节点发起参选,生成参选编号CID;步骤S2、在分布式集群中的评选节点对参选的参选节点进行评选,评选出主节点;步骤S3、评选出主节点后,宣布某参选节点成为主节点,通知分布式集群中的所有节点;步骤S4、所有节点接收到主节点的评选结果通知,通过选举出的主节点来接手上一个主节点的工作,对外提供服务,以此来保证数据一致性;本发明能够能够通过多服务节点选举主节点来发号施令,以此来保证数据一致性。
Description
技术领域
本发明涉及计算机技术领域,特别是一种实现分布式集群节点参选的方案及***。
背景技术
对于分布式***,想要做到高可用,一般想到的做法就是加节点形成一个集群,如果其中一个节点宕机,还有其他节点可以提供服务,不不影响整体服务。关于服务节点会分成两类,逻辑服务和数据服务。逻辑服务指的是服务本身只处理一些业务相关的逻辑,本身并不存储数据,这种逻辑服务节点采取横向扩展增加节点即可提供高可用。而数据服务是有状态的,数据节点要保证高可用,需要把所有数据都复制一份,无差别的存储在其他节点上,如果一个数据节点宕机了,由其他服务节点顶上。我们知道存在多份数据副本就会存在数据一致性问题,如果数据不一致,即便选取了其他任一节点提供数据服务,那么数据本身不是最新的,就不可靠。
发明内容
为克服上述问题,本发明的目的是提供一种能够通过多服务节点选举主节点来发号施令,以此来保证数据一致性的方案。
本发明采用以下方案实现:一种实现分布式集群节点参选的方案,所述方案包括以下步骤:
步骤S1、在分布式集群中的参选节点发起参选,生成参选编号CID;
步骤S2、在分布式集群中的评选节点对参选的参选节点进行评选,评选出主节点;步骤S3、评选出主节点后,宣布某参选节点成为主节点,通知分布式集群中的所有节点;
步骤S4、所有节点接收到主节点的评选结果通知,通过选举出的主节点来接手上一个主节点的工作,对外提供服务,以此来保证数据一致性。
进一步的,所述步骤S1进一步具体包括以下步骤:
步骤S11、在分布式集群部署节点时,指定分布式集群节点个数一半为评选节点,参选节点向评选节点发送参选申请,参选节点生成参选编号CID;
步骤S12、生成参选编号CID后,读取本地存储的自增会议MeetingID,在所述自增会议MeetingID上得出一个新的自增会议MeetingID;
步骤S13、读取所有节点的数据名单,准备向所有的评选节点发送参选申请。
进一步的,所述步骤S2进一步包括以下步骤:
步骤S21、评选节点收到参选节点的参选申请后,判断自增会议MeetingID是否小于本地存储的最新自增会议MeetingID,是,则代表为过期参选会议,返回无效,否,则继续下一步骤;
步骤S22、评选节点收到参选节点的参选编号CID后,判断是否大于参选节点内存中存储的最小参选编号MinCID,是,则不替换参选节点,并且返回参选节点的预选阶段结果,否,则代替最小参选编号MinCID;
步骤S23、当某个参选节点收到半数以上评选节点的认可回应后,则竞选成功,成为新的主节点。
进一步的,所述步骤S3进一步包括以下步骤:
步骤S31、参选节点成为主节点后,更新本地分布式集群节点名单数据;
步骤S32、参选节点成功成为主节点后,读取节点名单,将最新的节点名单和本次参选所用的自增会议MeetingID和参选编号CID通知到所有节点。
进一步的,所述步骤S4进一步具体包括:当所有节点收到节点名单信息后,用收到的自增会议MeetingID和本地存储的自增会议MeetingID进行比对,比对结果包括以下情况:
情况一、收到的自增会议MeetingID小于本地存储的自增会议MeetingID,代表为过期参选会议,不做处理;
情况二、收到的自增会议MeetingID等于本地存储的自增会议MeetingID,则表示为同一个自增会议的不同参选节点发送的竞选信息,比对收到的参选编号CID,以参选编号CID小的为准,更新本地节点名单;
情况三、收到的自增会议MeetingID大于本地存储自增会议MeetingID,则表示为最新自增会议MeetingID,直接更新本地节点名单信息。
进一步的,还包括每个节点的心跳检测,所有节点每间隔1秒需向主节点发送心跳验证,每个节点提供健康检测地址,主节点访问健康地址,若主节点未返回回应,即主节点宕机,则重新发起参选申请。
本发明还提供了一种实现分布式集群节点参选的***,包括参选模块、评选模块、通知模块和接收模块,所述参选模块,即在分布式集群中的参选节点发起参选,生成参选编号CID;所述评选模块,即在分布式集群中的评选节点对参选的参选节点进行评选,评选出主节点;所述通知模块,即评选出主节点后,宣布某参选节点成为主节点,通知分布式集群中的所有节点;所述接收模块,即所有节点接收到主节点的评选结果通知,通过选举出的主节点来接手上一个主节点的工作,对外提供服务,以此来保证数据一致性。
进一步的,所述参选模块包括发送单元、生成单元和读取单元,所述发送单元,即在分布式集群部署节点时,指定分布式集群节点个数一半为评选节点,参选节点向评选节点发送参选申请,参选节点生成参选编号CID;所述生成单元,即生成参选编号CID后,读取本地存储的自增会议MeetingID,在所述自增会议MeetingID上得出一个新的自增会议MeetingID;所述读取单元,即读取所有节点的数据名单,准备向所有的评选节点发送参选申请。
进一步的,所述评选模块进一步包括判断单元、替换单元和回应单元,所述判断单元,即评选节点收到参选节点的参选申请后,判断自增会议MeetingID是否小于本地存储的最新自增会议MeetingID,是,则代表为过期参选会议,返回无效,否,则继续下一步骤;所述替换单元,即评选节点收到参选节点的参选编号CID后,判断是否大于参选节点内存中存储的最小参选编号MinCID,是,则不替换参选节点,并且返回参选节点的预选阶段结果,否,则代替最小参选编号MinCID;所述回应单元,即当某个参选节点收到半数以上评选节点的认可回应后,则竞选成功,成为新的主节点。
进一步的,所述通知模块进一步包括更新单元和选举成功单元,所述更新单元,即参选节点成为主节点后,更新本地分布式集群节点名单数据;所述选举成功单元,即参选节点成功成为主节点后,读取节点名单,将最新的节点名单和本次参选所用的自增会议MeetingID和参选编号CID通知到所有节点。
进一步的,所述接收模块进一步具体为:当所有节点收到节点名单信息后,用收到的自增会议MeetingID和本地存储的自增会议MeetingID进行比对,比对结果包括以下情况:
情况一、收到的自增会议MeetingID小于本地存储的自增会议MeetingID,代表为过期参选会议,不做处理;
情况二、收到的自增会议MeetingID等于本地存储的自增会议MeetingID,则表示为同一个自增会议的不同参选节点发送的竞选信息,比对收到的参选编号CID,以参选编号CID小的为准,更新本地节点名单;
情况三、收到的自增会议MeetingID大于本地存储自增会议MeetingID,则表示为最新自增会议MeetingID,直接更新本地节点名单信息。
进一步的,还包括检测模块,所述检测模块,即每个节点的心跳检测,所有节点每间隔1秒需向主节点发送心跳验证,每个节点提供健康检测地址,主节点访问健康地址,若主节点未返回回应,即主节点宕机,则重新发起参选申请。
本发明的有益效果在于:本发明能够实现在分布式***下,多服务节点通过选举主节点来发号施令,所有节点以主节点为准,以此来保证数据一致性。并且在主节点宕机的情况下,自动发起主节点选举,通过分布式一致性算法实现主节点的选举,新主节点的产生来替代宕机节点,接手主节点的工作,继续对外提供服务,保证集群的高可用。
附图说明
图1是本发明的方法流程示意图。
图2是本发明的***原理框图。
图3为节点名单数据表。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
请参阅图1所示,本发明的一种实现分布式集群节点参选的方案,所述方案包括以下步骤:
步骤S1、在分布式集群中的参选节点发起参选,生成参选编号CID;
步骤S2、在分布式集群中的评选节点对参选的参选节点进行评选,评选出主节点;步骤S3、评选出主节点后,宣布某参选节点成为主节点,通知分布式集群中的所有节点;
步骤S4、所有节点接收到主节点的评选结果通知,通过选举出的主节点来接手上一个主节点的工作,对外提供服务,以此来保证数据一致性。
下面通过一具体实施例对本发明作进一步说明:
本方案为集群节点定义4种节点身份
参选节点:CNode,参选时会产生全局唯一的参选编号CID,向评选节点申请参与竞选。所有节点都可以成为参选节点,参选节点和其他节点身份可以重叠。
评选节点:PNode,参与竟选者的评选,回应CNode的申请,收到CID后认可此节点,如果CID获得多数PNode的认可,则该CID竞选成功,成为Leader。评选节点在部署节点时就指定好了,评选节点个数占集群节点个数的一半。
普通节点:NNode,不参与竞选和评选,仅接收和学习竞选结果。普通节点在部署节点时就指定好了,除了评选节点,剩下的都是普通节点。
主节点:MNode,参选成功成为主节点,在主节点可用的期间,数据均以此节点为准。主节点是评选过程中动态产生的。
步骤1、参选节点发起参选
步骤1.1、参选节点CNode向评选节点PNode发送参选申请,参选节点生成全局唯一的递增CID,生成规则是时间戳+随机数值+NodeID节点ID。NodeID是每个节点都拥有的专属ID,假设此节点的NodeID=001,时间戳=1627206588326,随机数值=1234,那么生成的CID=16272065883261234001。
步骤1.2、生成好CID后,读取本地存储的自增会议ID MeetingID,在此会议上+1得到一个新的会议ID。一次参选主节点的发起就是一次会议,会议ID是为了区分不同的会议,最新发起的会议的会议ID是最大的。
步骤1.3、读取节点名单,名单里包含所有节点的数据,准备向所有的评选节点发送参选申请。每个节点均会存储一份上一次主节点下发的节点名单,包含当前集群所有节点的信息,节点名单数据如图3;
步骤1.4、向除自己外的所有健康节点,携带自己生成的CID和MeetingID发送参选申请。步骤5会用心跳检测所有的节点是否存活,存活的就是健康节点。
步骤2、评选节点进行评选
步骤2.1、评选节点PNode收到参选节点CNode的参选申请后,判断MeetingID是否小于本地存储的最新ID,如果小于则代表是过期参选会议,则返回无效。
步骤2.2、评选节点PNode收到参选节点CNode的CID参选编号后,和本节点内存中存储的最小参选编号MinCID进行对比,如果比MinCID小则替代MinCID,否则则不替换,并且返回参选节点CNode本次预选阶段的结果。评选阶段每个评选节点有且仅保留一个最小MinCID,此目的是响应最快请求的参选节点的响应。
步骤2.3、参选节点CNode收到半数以上评选节点PNode的认可回应后,即竞选成功,成为新的主节点。
步骤3、宣布成为主节点
步骤3.1、参选节点CNode成为主节点MNode后,更新本地节点名单数据。
步骤3.2、参选节点CNode成功成为主节点MNode后,读取节点名单,把最新的节点名单和本次参选所用的会议MeetingID和CID通知到所有节点。
步骤4、所有节点接收结果通知
各节点收到节点名单信息的通知后,用收到的MeetingID和本地存储的MeetingID进行比对,我们要处理以下3种情况。
(1)收到的MeetingID小于本地的MeetingID,如果小于则代表是过期参选会议,不做处理。
(2)收到的MeetingID与本地的MeetingID相等,则表示是同一个会议的不同参选节点发送的竞选信息,我们则比对收到的CID大小,以小的CID为准,更新本地节点名单。
(3)收到的MeetingID大于本地的MeetingID,则表示是最新会议,直接更新本地节点名单信息。
步骤5、心跳检测
所有节点每间隔1秒向主节点发送心跳验证,每个节点都会提供http健康检测地址,通过http访问健康检测地址,判断节点是否存活,访问健康检测地址如果主节点未返回回应,即主节点宕机,则重新发起参选申请,重复阶段1-5。
总之,本发明能够实现在分布式***下,多服务节点通过选举主节点来发号施令,所有节点以主节点为准,以此来保证数据一致性,并且在主节点宕机的情况下,自动发起主节点选举,通过分布式一致性算法实现主节点的选举,新主节点的产生来替代宕机节点,接手主节点的工作,继续对外提供服务,保证集群的高可用。
请参阅图2所示,本发明还提供了一种实现分布式集群节点参选的***,包括参选模块、评选模块、通知模块和接收模块,所述参选模块,即在分布式集群中的参选节点发起参选,生成参选编号CID;所述评选模块,即在分布式集群中的评选节点对参选的参选节点进行评选,评选出主节点;所述通知模块,即评选出主节点后,宣布某参选节点成为主节点,通知分布式集群中的所有节点;所述接收模块,即所有节点接收到主节点的评选结果通知,通过选举出的主节点来接手上一个主节点的工作,对外提供服务,以此来保证数据一致性。
进一步的,所述参选模块包括发送单元、生成单元和读取单元,所述发送单元,即在分布式集群部署节点时,指定分布式集群节点个数一半为评选节点,参选节点向评选节点发送参选申请,参选节点生成参选编号CID;所述生成单元,即生成参选编号CID后,读取本地存储的自增会议MeetingID,在所述自增会议MeetingID上得出一个新的自增会议MeetingID;所述读取单元,即读取所有节点的数据名单,准备向所有的评选节点发送参选申请。
进一步的,所述评选模块进一步包括判断单元、替换单元和回应单元,所述判断单元,即评选节点收到参选节点的参选申请后,判断自增会议MeetingID是否小于本地存储的最新自增会议MeetingID,是,则代表为过期参选会议,返回无效,否,则继续下一步骤;所述替换单元,即评选节点收到参选节点的参选编号CID后,判断是否大于参选节点内存中存储的最小参选编号MinCID,是,则不替换参选节点,并且返回参选节点的预选阶段结果,否,则代替最小参选编号MinCID;所述回应单元,即当某个参选节点收到半数以上评选节点的认可回应后,则竞选成功,成为新的主节点。
进一步的,所述通知模块进一步包括更新单元和选举成功单元,所述更新单元,即参选节点成为主节点后,更新本地分布式集群节点名单数据;所述选举成功单元,即参选节点成功成为主节点后,读取节点名单,将最新的节点名单和本次参选所用的自增会议MeetingID和参选编号CID通知到所有节点。
进一步的,所述接收模块进一步具体为:当所有节点收到节点名单信息后,用收到的自增会议MeetingID和本地存储的自增会议MeetingID进行比对,比对结果包括以下情况:
情况一、收到的自增会议MeetingID小于本地存储的自增会议MeetingID,代表为过期参选会议,不做处理;
情况二、收到的自增会议MeetingID等于本地存储的自增会议MeetingID,则表示为同一个自增会议的不同参选节点发送的竞选信息,比对收到的参选编号CID,以参选编号CID小的为准,更新本地节点名单;
情况三、收到的自增会议MeetingID大于本地存储自增会议MeetingID,则表示为最新自增会议MeetingID,直接更新本地节点名单信息。
进一步的,还包括检测模块,所述检测模块,即每个节点的心跳检测,所有节点每间隔1秒需向主节点发送心跳验证,每个节点提供健康检测地址,主节点访问健康地址,若主节点未返回回应,即主节点宕机,则重新发起参选申请。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰,皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (12)
1.一种实现分布式集群节点参选的方案,其特征在于,所述方案包括以下步骤:
步骤S1、在分布式集群中的参选节点发起参选,生成参选编号CID;
步骤S2、在分布式集群中的评选节点对参选的参选节点进行评选,评选出主节点;
步骤S3、评选出主节点后,宣布某参选节点成为主节点,通知分布式集群中的所有节点;
步骤S4、所有节点接收到主节点的评选结果通知,通过选举出的主节点来接手上一个主节点的工作,对外提供服务,以此来保证数据一致性。
2.根据权利要求1所述的一种实现分布式集群节点参选的方案,其特征在于:所述步骤S1进一步具体包括以下步骤:
步骤S11、在分布式集群部署节点时,指定分布式集群节点个数一半为评选节点,参选节点向评选节点发送参选申请,参选节点生成参选编号CID;
步骤S12、生成参选编号CID后,读取本地存储的自增会议MeetingID,在所述自增会议MeetingID上得出一个新的自增会议MeetingID;
步骤S13、读取所有节点的数据名单,准备向所有的评选节点发送参选申请。
3.根据权利要求1所述的一种实现分布式集群节点参选的方案,其特征在于:所述步骤S2进一步包括以下步骤:
步骤S21、评选节点收到参选节点的参选申请后,判断自增会议MeetingID是否小于本地存储的最新自增会议MeetingID,是,则代表为过期参选会议,返回无效,否,则继续下一步骤;
步骤S22、评选节点收到参选节点的参选编号CID后,判断是否大于参选节点内存中存储的最小参选编号MinCID,是,则不替换参选节点,并且返回参选节点的预选阶段结果,否,则代替最小参选编号MinCID;
步骤S23、当某个参选节点收到半数以上评选节点的认可回应后,则竞选成功,成为新的主节点。
4.根据权利要求1所述的一种实现分布式集群节点参选的方案,其特征在于:所述步骤S3进一步包括以下步骤:
步骤S31、参选节点成为主节点后,更新本地分布式集群节点名单数据;
步骤S32、参选节点成功成为主节点后,读取节点名单,将最新的节点名单和本次参选所用的自增会议MeetingID和参选编号CID通知到所有节点。
5.根据权利要求1所述的一种实现分布式集群节点参选的方案,其特征在于:所述步骤S4进一步具体包括:当所有节点收到节点名单信息后,用收到的自增会议MeetingID和本地存储的自增会议MeetingID进行比对,比对结果包括以下情况:
情况一、收到的自增会议MeetingID小于本地存储的自增会议MeetingID,代表为过期参选会议,不做处理;
情况二、收到的自增会议MeetingID等于本地存储的自增会议MeetingID,则表示为同一个自增会议的不同参选节点发送的竞选信息,比对收到的参选编号CID,以参选编号CID小的为准,更新本地节点名单;
情况三、收到的自增会议MeetingID大于本地存储自增会议MeetingID,则表示为最新自增会议MeetingID,直接更新本地节点名单信息。
6.根据权利要求1所述的一种实现分布式集群节点参选的方案,其特征在于:还包括每个节点的心跳检测,所有节点每间隔1秒需向主节点发送心跳验证,每个节点提供健康检测地址,主节点访问健康地址,若主节点未返回回应,即主节点宕机,则重新发起参选申请。
7.一种实现分布式集群节点参选的***,其特征在于:包括参选模块、评选模块、通知模块和接收模块,所述参选模块,即在分布式集群中的参选节点发起参选,生成参选编号CID;所述评选模块,即在分布式集群中的评选节点对参选的参选节点进行评选,评选出主节点;所述通知模块,即评选出主节点后,宣布某参选节点成为主节点,通知分布式集群中的所有节点;所述接收模块,即所有节点接收到主节点的评选结果通知,通过选举出的主节点来接手上一个主节点的工作,对外提供服务,以此来保证数据一致性。
8.根据权利要求7所述的一种实现分布式集群节点参选的***,其特征在于:所述参选模块包括发送单元、生成单元和读取单元,所述发送单元,即在分布式集群部署节点时,指定分布式集群节点个数一半为评选节点,参选节点向评选节点发送参选申请,参选节点生成参选编号CID;所述生成单元,即生成参选编号CID后,读取本地存储的自增会议MeetingID,在所述自增会议MeetingID上得出一个新的自增会议MeetingID;所述读取单元,即读取所有节点的数据名单,准备向所有的评选节点发送参选申请。
9.根据权利要求7所述的一种实现分布式集群节点参选的***,其特征在于:所述评选模块进一步包括判断单元、替换单元和回应单元,所述判断单元,即评选节点收到参选节点的参选申请后,判断自增会议MeetingID是否小于本地存储的最新自增会议MeetingID,是,则代表为过期参选会议,返回无效,否,则继续下一步骤;所述替换单元,即评选节点收到参选节点的参选编号CID后,判断是否大于参选节点内存中存储的最小参选编号MinCID,是,则不替换参选节点,并且返回参选节点的预选阶段结果,否,则代替最小参选编号MinCID;所述回应单元,即当某个参选节点收到半数以上评选节点的认可回应后,则竞选成功,成为新的主节点。
10.根据权利要求7所述的一种实现分布式集群节点参选的***,其特征在于:所述通知模块进一步包括更新单元和选举成功单元,所述更新单元,即参选节点成为主节点后,更新本地分布式集群节点名单数据;所述选举成功单元,即参选节点成功成为主节点后,读取节点名单,将最新的节点名单和本次参选所用的自增会议MeetingID和参选编号CID通知到所有节点。
11.根据权利要求7所述的一种实现分布式集群节点参选的***,其特征在于:所述接收模块进一步具体为:当所有节点收到节点名单信息后,用收到的自增会议MeetingID和本地存储的自增会议MeetingID进行比对,比对结果包括以下情况:
情况一、收到的自增会议MeetingID小于本地存储的自增会议MeetingID,代表为过期参选会议,不做处理;
情况二、收到的自增会议MeetingID等于本地存储的自增会议MeetingID,则表示为同一个自增会议的不同参选节点发送的竞选信息,比对收到的参选编号CID,以参选编号CID小的为准,更新本地节点名单;
情况三、收到的自增会议MeetingID大于本地存储自增会议MeetingID,则表示为最新自增会议MeetingID,直接更新本地节点名单信息。
12.根据权利要求7所述的一种实现分布式集群节点参选的***,其特征在于:还包括检测模块,所述检测模块,即每个节点的心跳检测,所有节点每间隔1秒需向主节点发送心跳验证,每个节点提供健康检测地址,主节点访问健康地址,若主节点未返回回应,即主节点宕机,则重新发起参选申请。
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