Zab (ZooKeeper Atomic Broadcast，ZooKeeper原子广播协议，一种分布式一致性协议)

Zab
(ZooKeeper Atomic Broadcast)
(ZooKeeper原子广播协议，一种分布式一致性协议)


 
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Zab(ZooKeeper原子广播协议，一种分布式一致性协议), ZooKeeper用它来传播扩展由ZooKeeper领导者（leader）引发的状态变更。
Zab实现了一个简单的全序广播协议（A simple totally ordered broadcast protocol，一种分布式一致性协议）
A simple totally ordered broadcast protocol，一种分布式一致性协议可参考文档http://diyhpl.us/~bryan/papers2/distributed/distributed-systems/zab.totally-ordered-broadcast-protocol.2008.pdf
1 介绍
在雅虎，我们开发了一个高性能，高可用的协作服务Zookeeper，允许大规模应用程序执行协调任务如领导人选举，状态传播，以及约定集会。此服务实现了一个分层空间的数据节点（znode），客户端使用它来实现它们的协调工作。我们发现这个服务性能非常灵活，很容易满足我们在雅虎的网站规模、关键任务应用程序的生产需求。ZooKeeper没有使用锁，而是采用wait-free共享数据对象来保证在这些对象上操作的顺序。

2 要求
我们假设一组过程，这些过程实现了原子广播协议并且使用该协议。在Zookeeper中，为了保证正确的转换为幂等请求，必须在同一时刻只能有一个领导者（leader），因此，通过协议实现，我们将其中一个过程升级为领导者这样的一个过程。当我们介绍协议的更多详细细节时，我们会更多的讨论它。
关于广播协议，Zoopkeeper要求如下：
可靠传递
如果某个服务器成功投递了一个消息m，那么，所有正确的服务器终将成功投递这个消息。
全序
如果某个服务器成功投递了消息a和b，并且消息a比消息b先投递，那么每个投递消息a和b的服务器在投递消息时，消息a比消息b先投递。
因果顺序
如果消息a有原因地先于消息b投递，并且都成功投递，那么消息a必须顺序先于b投递。
为了保证正确性，Zoopkeeper还要求以下前缀属性：
前缀属性
如果消息m是领导者（leader）L投递的最后一个消息，在消息m被投递之前的任何被领导者（leader）L提议的消息也必须是投递成功的。
备注：一个过程可能被选举多次，但每次选举出来作为领导者（leader），对前缀属性所起的作用被认为是不同的领导者（leader）。
通过以下3个保证，我们能维护正确的ZooKeeper数据库副本：
1、 可靠性和全序保证确保所有的副本有一个一致的状态。
2、 使用Zab协议，从应用程序的角度看，因果顺序确保副本状态的正确
3、 领导者根据收到的请求向数据库提出更新。
Zab考虑了两种类型的因果关系。注意下这个，这个很重要。
1、 如果两个消息a和b，被同一个服务器发送，并且消息a先于消息b被提议，我们说消息a有原因地先于b。
2、 Zab假设同一时刻只有一个领导者（leader）能提交提议。如果领导者发生变化，任何之前提议的消息有原因地先于被新领导者（leader）提议的消息。
因果关系违例。


其他性能要求如下：
低延时
突发性的高吞吐量
平滑的故障处理


3 为什么需要另一种协议

4 协议
Zab协议包括两种模式：恢复（recovery）模式和广播（broadcast）模式。

4.1 广播

5 结束语



 
1、 Zab, https://cwiki.apache.org/confluence/display/ZOOKEEPER/Zab
2、 A simple totally ordered broadcast protocol, http://diyhpl.us/~bryan/papers2/distributed/distributed-systems/zab.totally-ordered-broadcast-protocol.2008.pdf
3、