Реализация в модели акторов децентрализованной атомарной рассылки без процедуры выбора лидера
Атомарная рассылка (atomic broadcast) – фундаментальный примитив синхронизации процессов, необходимый для реализации разделяемого состояния в распределенных вычислительных системах (ВС). Для выполнения атомарной рассылки перспективен децентрализованный подход, при котором отсутствует процедура выбора лидера (leaderless). Такой подход позволяет равномерно распределить нагрузку между узлами, обеспечить отказоустойчивость и эффективен в большемасштабных ВС. В настоящее время не существует алгоритмов реализации атомарных рассылок в модели акторов (actor model), которая активно развивается и находит достаточно широкое применение. В отличие от модели передачи сообщений, представленной стандартом MPI, модель акторов реализует динамическое отображение активных объектов (акторов) на потоки и процессы операционной системы. В данной работе в модели акторов реализован децентрализованный алгоритм атомарной рассылки. Высокоуровневая модель акторов позволяет применять созданный инструментарий для построения распределенных приложений широкого спектра. Проведено натурное моделирование на вычислительном кластере. Полученное значение латентности выполнения атомарной рассылки составляет менее 10 мс для подсистем из 20 узлов при отправке 20 запросов в секунду размером 100 байт. В статье приводится описание алгоритма и механизма реагирования на отказы в системе. Алгоритм реализован программно в виде библиотеки для построения распределенных приложений. Созданный программный инструментарий может быть использован для организации отказоустойчивых вычислений в распределенных вычислительных системах, например для реализации репликации данных.
Авторы: А. В. Гурин, А. А. Пазников
Направление: Информатика, вычислительная техника и управление
Ключевые слова: РаспределенныеРаспределенные системы, консенсус, протокол консенсуса, атомарная рассылка, модель акторов, репликация системы, консенсус, протокол консенсуса, атомарная рассылка, модель акторов, репликация
Открыть полный текст статьи