Raft
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Raft es un protocolo de consenso que trabaja eligiendo un líder central sobre el que se hacen las peticiones y coordina al resto de nodos (seguidores) para implementarlas. El ejemplo típico de uso de este algoritmo es para la escritura de mensajes en un log replicado.
Los nodos participantes en el algoritmo pueden estar en tres estados:
- Líder.- Todos los cambios que se realicen en el clúster de nodos pasan por él primero. Cómo máximo puede haber uno en cada momento. Si se cae el líder actual se abre un proceso para elegir al siguiente.
- Candidato.- Nodo que no ha encontrado líder y solicita su elección como tal. El líder será seleccionado entre los distintos candidatos. Una vez que un nuevo líder ha sido elegido se dice que comienza un término
- Seguidor.- Nodo cuya responsabilidad es actuar frente a las peticiones del nodo líder.
Funcionamiento
Supongamos que estamos en un instante en el que todos los nodos son seguidores y por tanto están esperando recibir comunicación de un nodo que actúe como líder. Cada nodo tiene un tiempo de espera aleatorio después del cual, si un líder no se comunica con él, pasa a estado candidato y pide ser elegido como líder.
Para ello el algoritmo divide el tiempo en términos que son plazos de tiempo definidos por el algoritmo. Para que un nodo sea elegido como líder es necesario que cuando pasa a estado candidato reciba la mayoría de votos de los seguidores en un término (se dice que hay quorum). Si tenemos N nodos la mayoría es al menos (N/2)+1 nodos. Solo los nodos que se encuentren en estado seguidor pueden votar una única vez a la primera solicitud que reciban dentro de un plazo. Si un equipo candidato no recibe los votos suficientes en el plazo y agota su tiempo de espera, espera al siguiente término y repite el proceso de votación. Para evitar problemas de varios nodos sincronizados en las peticiones, el tiempo de espera es aleatorio.
Una vez elegido el líder este, cada cierto tiempo, debe enviar mensaje, ya sea con información de actualización o no, a fin de que los nodos seguidores no agoten su tiempo de espera.
Supongamos que se pide un cambio en la información: El líder registra el cambio, lo pasa al resto de nodos para que lo registren y, una vez que un quorum de estos responde con que el cambio ha sido registrado, el líder hace efectivo el cambio en su sistema y finalmente notifica a los nodos seguidor indicando que el cambio ha sido efectivo.
