algorithm - 领袖选举算法

Question

我正在探索集群计算中的各种架构。一些流行的是：

1. 主从。
2. RPC
3. ...

在主从中，通常的方法是将一台机器设置为主机，并将一堆机器设置为由主机控制的从机。这里的一个特殊算法让我感兴趣。它被称为Leader-Election Algo，它在选择哪些机器将成为master时具有一定的随机性。

我的问题是 - 为什么有人想以这种方式选择主机？与手动选择机器作为主机相比，这种方法有什么优势？

Answer 1

这种算法有一些优点：

1. 节点作为领导者的选择将动态完成，例如您可以选择性能最高的节点，新节点的到来可能是更好的选择。

2. 动态选择领导者的另一个好方法是，如果一个节点出现重大故障（例如 PC 正在关闭），您还有其他选择，无需手动更改领导者。

3. 如果您手动选择节点，则应手动配置所有其他节点以使用该节点，并手动设置它们的时间，......但此算法将帮助您处理时间问题。

4. 例如（不是很相关）为什么在大多数情况下使用 DHCP？此算法将处理太多配置。

Answer 2

使用此类算法的主要思想是摆脱额外的配置，增加某种灵活性和整个系统的稳定性。但通常（在 HPC/MPI 应用程序中）主节点是手动选择的。

假设您的主选择算法非常简单 - 获取可用系统列表并选择具有最高 IP 地址的系统。在这种情况下，您可以轻松地在任何节点上启动新进程，它会自动找到主节点。

这种想法的一个很好的例子是 WCCP 协议“指定代理”选择算法，其中代理的数量可以是灵活的，并且在运行时选择主节点。

Answer 3

考虑到节点网络，始终拥有一个领导节点至关重要。如果当前的领导者死亡，那么网络将不得不选择另一个领导者。鉴于这种情况和要求，有两种可能的方法来做到这一点。

1. 中央系统方法，其中有一个中央节点决定谁将成为领导者。如果当前的领导者死亡，那么这个中心节点将决定谁应该接替领导者的角色。但这是单点故障，即负责决定领导者的中心节点出现故障，如果当前领导者死亡，则没有人可以选择领导者。

2. 在相同的场景中，我们可以使用分布式领导者选择，因为在所有节点中都会达成共识，领导者应该是谁。所以我们不需要一个中央节点来决定谁是领导者，从而消除了单点故障。当leader节点死亡时，就会有办法检测节点故障，然后每个节点都会启动分布式leader选择算法，相互达成选举leader的共识。

因此，简而言之，当您有一个没有中央控制的系统时，可能是因为该系统旨在可扩展而没有单点故障，在这些系统中选择某个节点时，会使用领导者选举算法。