RAFTtekniikat

RAFT-tekniikat viittaavat Raft-konsensusalgoritmiin sekä siihen liittyviin toteutuksiin hajautetuissa järjestelmissä. Raftin tavoitteena on tarjota ymmärrettävä, vikasietoinen tapa ylläpitää jaetun tilan replikaatiota usean palvelimen kesken. Algoritmissa on kolme roolia: johtaja (leader), seuraajat (followers) ja ehdokkaat (candidates). Jokaisella solmulla on termi; johtaja vastaa tilan replikaatiosta ja asiakkaiden pyyntöjen käsittelystä. Raft käyttää kahta RPC-tyyppiä: RequestVote äänestykseen ja AppendEntries login replikaatiolle sekä heartbeatille.

Keskeiset periaatteet ovat Leader Election, Log Replication ja Safety. Ehdokkuus alkaa, kun nykyinen johtaja ei vastaa tai aikakatkaisu ylittyy. Äänet lasketaan, ja enemmistö voittaa johtajasijan. Leader kopioi logia seuraajiin; seuraajat hyväksyvät muutokset ja pysyvät yhdenmukaisina. Kun päivitys on tallennettu enemmistölle, se voidaan sitouttaa (commit) ja soveltaa sovelluslogiikkaan.

Turvallisuus perustuu siihen, että ainoastaan enemmistön hyväksymät päivitykset voivat tulla sitoutetuiksi, sekä että lokien yhdenmukaisuus palautuu ja säilyy kömpelyyden gabin aikana. Tämä mahdollistaa vikasietoisuuden, vaikka osa solmuista epäonnistuisi.

Jäsenyyden hallinta Raftissa on dynaamista; kokoonpanoa voidaan muuttaa, mutta muutos toteutetaan turvallisesti ja usein vaiheittain, jotta konsensus säilyy. Käytännössä Raftia käytetään laajasti: etcd, Consul, CockroachDB ja TiKV sekä useissa räätälöidyissä ratkaisuissa. Rajoitteina ovat verkon viiveet ja ajoitus, sekä log- ja snapshot-hallinnan tarpeet, joihin kohdistetaan oikea konfiguraatio ja valvonta.