Tokutek 宣布了用于 MongoDB 的新一致性算法

  • Benjamin Darfler
  • 马德奎

2014 年 8 月 12 日

话题:语言 & 开发AI

Tokutek已经宣布,将致力于一种新的一致性算法,目标是替代MongoDB现有的群首选举算法。该算法名为 Ark,Tokutek 正在其 MongoDB 分支TokuMX中开发,并使用它解决 MongoDB 现有算法中的若干问题。

该算法的设计在很大程度上受到了RaftPaxos算法的影响,其目标是提供同样可验证的强一致性保证。与 Raft 不同,它实现了拉式异步复制模型,这使它能够支持 MongoDB 的架构和编程模型。开发人员声称,这

……支持更广泛的客户端语义,允许应用程序开发人员在安全性和延迟之间选择一个平衡点。此外,Ark 支持不同的复制拓扑,如链式复制和多数据中心复制,与 Raft 同步推式模型的做法相比,这有更大的灵活性。

Tokutek 解释了需要新算法的理由,它指出了 MongoDB 现有的群首选举算法的两个问题。首要问题是一个正确性问题。在宣布 Ark 的博文中,Zardosht Kasheff指出,成功实现 majority write concern 的更新也可能回滚。

我们的主要目标是修改选举协议,使 TokuMX 成为一个真正的 CP 系统。就是说,在面对网络分区时,TokuMX 将保持一致性。这样做意味着,在面对一个网络分区时,可以确保任何成功实现 acknowledged 级别 majority write concern 的写操作永远不会丢失。对于 TokuMX 和 MongoDB 而言,现在并不是这种情况

Tokutek 关注的第二个问题是一个可用性问题。在相应的技术报告中,Zardosht 与合著者Leif Walsh解释说,MongoDB 副本集可能会有 30 秒钟不可用,在故障转移期间或者会更长。

在任何一个 30 秒里,MongoDB 的选举协议允许一个成员在多次选举中不投“是”。……在实践中,这样一个 30 秒的阀值可能会有问题,尤其是如果选举失败:这必然会导致副本集至少 30 秒钟不可用,如果后续选举失败则可能会更长。

Ark 通过开发利用 TokutekDB 的全局事务标识符(GTID)解决了这些缺陷。GTID 包含一对 64 位整数(term,opid),其中,每次在主副本上的操作提交时,opid 就会加 1,而每次选定一个新的主副本时,term 就会加 1,而且这时还会将 opid 置为 0。GTID 中的 term 与 Raft 协议中 term 概念服务于相同的目的,这种相似性允许 Ark 采用许多与 Raft 相同的解决方案来提供强一致性保证。

由于 Ark 是一种在真实数据库系统中工作的一致性协议实现,它也证实了 Raft 一致性算法的灵活性。以安全的方式调整 Raft 使它适合 MongoDB 的架构和编程模型相对简单些,而且我们认为这是 Raft 的一个重要特征。

GitHub 上提供了一个Ark 的开发分支,Tokutek 正积极地征求关于设计和实现的反馈。

查看英文原文:Tokutek Announces New Consensus Algorithm for MongoDB

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