分布式數(shù)據(jù)交換平臺的主節(jié)點選舉算法的優(yōu)化研究.pdf

1、隨著大數(shù)據(jù)時代的到來，各行各業(yè)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量都急劇的增長，傳統(tǒng)的單節(jié)點服務器的局限性開始顯露。在解決高并發(fā)訪問問題上，分布式服務器逐漸成為更好的一種方案。在這個背景下，為了處理日漸增長的ETC數(shù)據(jù)量問題，武漢市ETC交易系統(tǒng)也引入了分布式服務器，重新構建一個高并發(fā)、高整合性的數(shù)據(jù)交換平臺。然而該數(shù)據(jù)交換平臺為了兼容過去ETC采用的單數(shù)據(jù)源模式，使得部分業(yè)務產(chǎn)生了“多服務器單數(shù)據(jù)源”的問題，無法滿足業(yè)務數(shù)據(jù)之間的數(shù)據(jù)一致性。
　　由于

2、，此類問題具有一定的普遍性。本文針對ETC項目中引出的“多服務器單數(shù)據(jù)源”的一致性問題，著重研究了幾種比較常用的分布式一致性算法中的主節(jié)點選舉方案。分析后作者發(fā)現(xiàn)，Raft算法的隨機超時選舉主節(jié)點機制，非常適合解決分布式服務器在單數(shù)據(jù)源模式下產(chǎn)生的一致性問題。與此同時，作者也發(fā)現(xiàn)，Raft算法本身未能結合服務器負載情況進行實時選舉，在長期運行正常的集群中表現(xiàn)一般。
　　因此，本文提出一種基于負載的投票機制，將服務器的CPU使用率、

3、內(nèi)存使用率、網(wǎng)絡帶寬占用率和磁盤使用率四個參數(shù)作為服務器負載的評價標準。作者通過監(jiān)測ETC服務器的實時負載數(shù)據(jù)，將負載計算引入新的主節(jié)點選舉機制，同時，改進Raft算法中的通信選舉協(xié)議與流程，新增在心跳協(xié)議過程進行主節(jié)點的選舉模式。文章最后對改進前后的Raft算法性能做比較。結果顯示，雖然選舉時間速率有所小幅下降，但是在服務器負載差距比較大的情況下，集群的訪問效率提升了最多25％。在一定程度上，提升了系統(tǒng)的異常情況下的性能，而不至于影響