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Paxos

Paxos. The ultimate consensus ?. Vortragsaufbau. Teil I – Einführung Funktionsweise des Paxos – Algorithmus Kommunikationsprimitiven Rundenablauf Beispielrunden Teil 2 – Paxos formal Paxos als I/O – Automat Beweis von Validity und Agreement. PAXOS.

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Presentation Transcript

  1. Paxos The ultimate consensus ?

  2. Vortragsaufbau Teil I – Einführung • Funktionsweise des Paxos – Algorithmus • Kommunikationsprimitiven • Rundenablauf • Beispielrunden Teil 2 – Paxos formal • Paxos als I/O – Automat • Beweis von Validity und Agreement

  3. PAXOS • Name einer alten griechischen Hochkultur • Leslie Lamport beschrieb den Paxos-Algorithmus als Ergebnis archäologischer Studien dieser Kultur (L.Lamport[98]-„The part-time parliament“) • Höchst fehlertoleranter Distributed-Consesus-Algorithmus, der Validity, Agreement und unter Umständen auch Termination garantiert

  4. Complete Paxos

  5. Basic Paxos • Sichert Validity und Agreement • Termination nur unter der Annahme eines einzigen Leaders

  6. Externe Primitiven von PAX • NewRound(value) : Startet eine neue Runde • RndSuccess(value‘) : Meldet eine Entscheidung • Neue Runden können beliebig oft gestartet werden.

  7. Validity & Agreement • Validity: Trivial • Agreement: Alle per RndSuccess(v) gemeldeten v müssen identisch sein

  8. Komponenten von PAX • 2 unabhängige Komponenten • Leader-Komponente bietet die externen Primitiven NewRnd(v) und RndSuccess(v‘) • Acceptor dient nur interner Kommunikation

  9. Interne Kommunikation • Jede Leader-Komponente kommuniziert nur mit Acceptor-Komponenten (auch mit der eigenen)

  10. Runden • Paxos läuft in Form von „Runden“ aus N x P • Es existiert eine Ordnung auf den Runden:r < r‘ gdw. (r.n < r‘.n) oder ( (r.n = r‘.n) und (r.p < r‘.p) ) • Jede Runde r hat maximal 1 zugehörige Leader-Komponente • Jede Nachricht zwischen Leader und Acceptors trägt diese Rundennummer r

  11. Component states • Rot: „Aktuelle Rundennummer“ • Grün: „Höchste bekannte erfolgreiche Runde“ • Blau: „Value der höchsten bekannten erfolgreichen Runde“

  12. NewRound(v) • Leader: CurRnd := CurRnd+ 1HighestRnd := 0RndVal := v

  13. Collect()^r • Leader sendet Collect()^CurRnd an alle Acceptor

  14. Join(r‘,v‘)^r • Acceptors: IF (r > Commit) Commit = r ;Send(Join, LastR, LastV)^r • Leader: IF (r‘ > HighestRnd) HighestRnd = r‘ ; RndVal = v‘

  15. Store(val)^r • Sobald der Leader von einer Mehrheit der Prozesse Join-Nachrichten bekommen hat, sendet er allenAcceptors ein Store(RndVal)^CurRnd

  16. Accept()^r • Acceptors:if ( r >= Commit ) Commit = r ; LastR = r ; LastV = val; Send(Accept)^r • Leader:Sobald von einer Mehrheit der Acceptors Accept-Nachrichten empfangen wurde, wird RndSuccess(RndVal) ausgeführt.

  17. Kompaktes Beispiel

  18. Frage • Was passiert wenn nun ein andere Leader eine Runde 1‘ mit einem anderen Value v‘ startet ? • Angenommen der neue Leader hat eine höhere Prozessnummer, d.h. seine Runde 1‘ ist höher als die Runde 1 des alten Leaders.

  19. Kompaktes Beispiel (Forts.)

  20. Teil II Paxos als I/O - Automat

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