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セキュリティキャンプ2023 Y3分散合意ゼミ 最終発表
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Yuto Takamune
August 11, 2023
Programming
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セキュリティキャンプ2023 Y3分散合意ゼミ 最終発表
Yuto Takamune
August 11, 2023
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Transcript
セキュリティキャンプ2023成果発表 Y3分散合意ゼミ 高棟雄斗
アジェンダ • 分散合意ゼミのテーマ/目的 • Raftについて • 今回実装したもの • 感想
分散合意ゼミのテーマ/目的 • コンピュータシステムの耐故障性を高めたい場面で分散システムを使用す ることがある • 分散合意は、分散システムにおいてノードを共通の値や状態に合意するプ ロセス • 分散合意アルゴリズムとして代表的なRaftを実装を通して学ぶことがこの ゼミの目的
Raftについて • Raftは、分散システム内の複数のノードを同じ状態に合意するためのアル ゴリズム • ノードの中から選挙でリーダーを選出する ◦ リーダーがいなくなった場合は、残りのノードから再選挙される • クラスタに送られてきた通信は全てリーダーに集約され、リーダーから各
ノードにレプリケーションされる
今回実装したもの • リーダー選挙 • ログレプリケーション • ソースコード: https://github.com/shinbunbun/raft.go
リーダー選挙
リーダー選挙 • 全てのノードの中から1台のLeaderを選出する • 2台以上のLeaderが選出された場合 or 1台もLeaderを選出できなかった 場合はやり直し
リーダー選挙のフロー • リーダー検出 ◦ リーダーは定期的に FollowerにHeartbeatを送信している ◦ Followerは、一定時間HeartBeatが送られてこなかった場合に自身を Candidateとしてリーダー選 挙に立候補する
• リーダー決定 ◦ Candidateは全てのノードに対して投票リクエストを送り、受け取ったノードは Leaderとして受け入 れるか否かを回答する ◦ 過半数以上の賛成を得れた場合はそのノードが Leaderとなる
node01: Leader node02~05: Follower node 01 node 02 node 03
node 04 node 05 HeartBeat
node01: Leader node02~05: Follower node 02 node 03 node 04
node 05 node 01
node02: Candidate node03~05: Follower node 02 node 03 node 04
node 05 投票リクエスト
node02: Candidate node03~05: Follower node 02 node 03 node 04
node 05 投票
node02: Leader node03~05: Follower node 02 node 03 node 04
node 05
ログレプリケーション
ログレプリケーション • 全てのノードにおいて有効なログについて合意を取る ◦ Leaderは過半数以上のFollowerが追加に成功したindexまでのlogを確定 ▪ つまり、状態を問い合わせした際には必ず過半数以上のノードで確定している logが返される ◦ Logの追加に失敗した場合は
Followerが必要としているLogの全てが含まれていないものと判断 し、古いLogを含めて再送処理を行う
Client {Log: [hoge]} を追加 node 01 node 02 node 03
node 04 node 05 node01: Leader node02~05: Follower Logをレプリケーション {Log: [hoge]} node01 gya, fuga node02 gya node03 gya, fuga node04 gya, fuga node05 gya, fuga
node 01 node 02 node 03 node 04 node 05
node01: Leader node02~05: Follower node01 gya, fuga, hoge node02 gya node03 gya, fuga, hoge node04 gya, fuga, hoge node05 gya, fuga, hoge
node 01 node 02 node 03 node 04 node 05
node01: Leader node02~05: Follower node01 gya, fuga, hoge node02 gya node03 gya, fuga, hoge node04 gya, fuga, hoge node05 gya, fuga, hoge 再送 {Log: [fuga, hoge]}
node 01 node 02 node 03 node 04 node 05
node01: Leader node02~05: Follower node01 gya, fuga, hoge node02 gya, fuga, hoge node03 gya, fuga, hoge node04 gya, fuga, hoge node05 gya, fuga, hoge
ビジュアライザ • ノードやデータの動きを可視化するためのビジュアライザを発表用に作成
動画リンク https://youtu.be/Wc2IRQNuEp0
None
感想 • Channelまわりでバグったりなど、Goの知識が足りない部分があった • 実際に手を動かすことでRaftの仕組みを理解できてとても楽しかった • 今回の講義では一部扱っていない部分があったので、原著論文を読んでちゃんと 実装したい