Schrödinger ס קאַץ אָן אַ קעסטל: די פּראָבלעם פון קאָנסענסוס אין פונאנדערגעטיילט סיסטעמען

אַזוי, לאָזן ס ימאַדזשאַן. אין צימער זענען פארשפארט 5 קאץ, און כדי צו גיין אויפוועקן דעם בעל הבית, דארפן זיי אלע צוטיילן זיך דערויף, ווייל זיי קענען נאר עפענען די טיר מיט פינף פון זיי שטייגן זיך דערויף. אויב איינער פון די קאַץ איז Schrödinger ס קאַץ, און די אנדערע קאַץ טאָן ניט וויסן וועגן זיין באַשלוס, די קשיא ערייזאַז: "ווי קענען זיי טאָן דאָס?"

אין דעם אַרטיקל, איך וועט זאָגן איר אין פּשוט ווערטער וועגן די טעאָרעטיש קאָמפּאָנענט פון דער וועלט פון פונאנדערגעטיילט סיסטעמען און די פּרינציפּן פון זייער אָפּעראַציע. איך וועט אויך אויבנאויפיקער ונטערזוכן די הויפּט געדאַנק אַנדערלייינג פּאַקסאָס.

ווען דעוועלאָפּערס נוצן וואָלקן ינפראַסטראַקטשער, פאַרשידן דאַטאַבייסיז און אַרבעט אין קלאַסטערז פון אַ גרויס נומער פון נאָודז, זיי זענען זיכער אַז די דאַטן וועט זיין גאַנץ, זיכער און שטענדיק בנימצא. אבער ווו זענען די געראַנטיז?

יסענשאַלי, די געראַנטיז וואָס מיר האָבן זענען סאַפּלייער געראַנטיז. זיי זענען דיסקרייבד אין די דאַקיומענטיישאַן ווי גייט: "די סערוויס איז גאַנץ פאַרלאָזלעך, עס האט אַ געגעבן SLA, טאָן ניט זאָרג, אַלץ וועט אַרבעטן דיסטריביוטיד ווי איר דערוואַרטן."

מיר טענד צו גלויבן אין דער בעסטער, ווייַל קלוג גייז פון גרויס קאָמפּאַניעס אַשורד אונדז אַז אַלץ וועט זיין גוט. מיר טאָן ניט פרעגן די קשיא: וואָס, אין פאַקט, דאָס קען אַרבעט? איז עס קיין פאָרמאַל טערעץ פֿאַר די ריכטיק אָפּעראַציע פון ​​אַזאַ סיסטעמען?

איך לעצטנס געגאנגען צו שולע פון ​​דיסטריביוטיד קאַמפּיוטינג און איז געווען זייער ינספּייערד דורך דעם טעמע. רעפֿעראַטן אין שולע זענען געווען מער ווי קאַלקולוס קלאסן ווי עפּעס שייַכות צו קאָמפּיוטער סיסטעמען. אָבער דאָס איז פּונקט ווי די מערסט וויכטיק אַלגערידאַמז וואָס מיר נוצן יעדער טאָג, אָן אפילו וויסן עס, זענען פּראָווען אין איין מאָל.

רובֿ מאָדערן פונאנדערגעטיילט סיסטעמען נוצן די פּאַקסאָס קאָנסענסוס אַלגערידאַם און זייַן פאַרשידן מאָדיפיקאַטיאָנס. די קולאַסט זאַך איז אַז די גילטיקייַט און, אין פּרינציפּ, די זייער מעגלעכקייט פון די עקזיסטענץ פון דעם אַלגערידאַם קענען זיין פּראָווען פשוט מיט אַ פעדער און פּאַפּיר. אין פיר, די אַלגערידאַם איז געניצט אין גרויס סיסטעמען וואָס לויפן אויף אַ ריזיק נומער פון נאָודז אין די וואלקנס.

א לייכטע אילוסטראציע פון ​​וואס וועט ווייטער דיסקוטירן: די אויפגאבע פון ​​צוויי גענעראלןזאל ס נעמען אַ קוק פֿאַר אַ וואַרעם-אַרויף אַרבעט פון צוויי גענעראַלס.

מיר האָבן צוויי אַרמיז - רויט און ווייַס. ווייַס טרופּס זענען באזירט אין די ביסידזשד שטאָט. רויטע טרופּס געפירט דורך גענעראַלס A1 און A2 זענען ליגן אויף צוויי זייטן פון דער שטאָט. די רעדכעדז 'אַרבעט איז צו באַפאַלן די ווייַס שטאָט און געווינען. אָבער, די אַרמיי פון יעדער רויט גענעראַל ינדיווידזשואַלי איז קלענערער ווי די ווייַס אַרמיי.

נצחון באדינגונגען פֿאַר די רויט אָנעס: ביידע גענעראַלס מוזן באַפאַלן אין דער זעלביקער צייַט צו האָבן אַ נומעריקאַל מייַלע איבער די ווייסע. צו טאָן דאָס, גענעראַלס A1 און A2 דאַרפֿן צו קומען צו אַ העסקעם מיט יעדער אנדערער. אויב אלע אטאקירן באזונדער, וועלן די רויטע פארלירן.

צו דערגרייכן אַן העסקעם, גענעראַלס A1 און A2 קענען שיקן שליחים צו יעדער אנדערער דורך די טעריטאָריע פון ​​די ווייַס שטאָט. דער שליח קען הצלחה דערגרייכן אַ אַלליעד גענעראַל אָדער קען זיין ינטערסעפּטאַד דורך די פייַנט. פראגע: איז דא אזא סיקוואנס פון קאמיוניקאציעס צווישן די רויטע גענעראלן (די סיקוואנס פון שיקן שליחים פון א 1 ביז א 2 און פארקערט פון א 2 ביז א 1), אין וועלכע זיי זענען גאראנטירט צו שטימען אויף אן אטאקע אין שעה X. דא, געראַנטיז מיינען אַז ביידע גענעראַלס וועלן האָבן אַנאַמביגיואַס באַשטעטיקונג אַז אַן אַליירט (אן אנדער גענעראַל) וועט באשטימט באַפאַלן אין די באשטימט צייט X.

רעכן A1 שיקט אַ שליח צו A2 מיט די אָנזאָג: "לאָמיר באַפאַלן הייַנט בייַ האַלבנאַכט!" גענעראל A1 קען נישט באַפאַלן אָן באַשטעטיקונג פון אַלגעמיינע A2. אויב דער שליח פון א 1 איז אנגעקומען, שיקט גענעראל א 2 באשטעטיגונג מיט דעם אָנזאָג: "יא, לאמיר הרגענען די ווייסע היינט." אבער יעצט ווייסט גענעראל א 2 נישט צי זיין שליח איז אנגעקומען אדער נישט, ער האט נישט קיין גאראנטיע צי די אטאקע וועט זיין סיימאַלטייניז. איצט General A2 ווידער דאַרף באַשטעטיקונג.

אויב מיר באשרייבן ווייטער זייער קאמיוניקאציע, ווערט קלאר, אז וויפיל מעסעדזש-אויסטוישן סייקאַלן עס זענען פאראן, איז נישטא קיין וועג צו גאראנטירן אז ביידע גענעראלן האבן באקומען זייערע מעסעדזשעס (אמערנדיג אז איינער פון די שליח קענען זיין אינטערסעפּטירט).

די צוויי גענעראַלס פּראָבלעם איז אַ גרויס געמעל פון אַ זייער פּשוט פונאנדערגעטיילט סיסטעם ווו עס זענען צוויי נאָודז מיט אַנרילייאַבאַל קאָמוניקאַציע. דאָס מיינט אַז מיר טאָן ניט האָבן אַ 100% גאַראַנטירן אַז זיי זענען סינגקראַנייזד. ענלעכע פּראָבלעמען זענען דיסקאַסט בלויז אין אַ גרעסערע וואָג שפּעטער אין דעם אַרטיקל.

מיר באַקענען דעם באַגריף פון פונאנדערגעטיילט סיסטעמען

א פארשפרייטע סיסטעם איז א גרופע קאמפיוטערס (דעריבער וועלן מיר זיי רופן נאָודז) וואס קענען אויסטוישן אָנזאָגן. יעדער יחיד נאָדע איז אַ מין פון אָטאַנאַמאַס ענטיטי. א נאָדע קענען פּראָצעס טאַסקס אויף זיך, אָבער אין סדר צו יבערגעבן מיט אנדערע נאָודז, עס דאַרף צו שיקן און באַקומען אַרטיקלען.

ווי פּונקט אַרטיקלען זענען ימפּלאַמענאַד, וואָס פּראָטאָקאָלס זענען געניצט - דאָס איז נישט פון אינטערעס צו אונדז אין דעם קאָנטעקסט. עס איז וויכטיק אַז די נאָודז פון אַ פונאנדערגעטיילט סיסטעם קענען וועקסל דאַטן מיט יעדער אנדערע דורך שיקן אַרטיקלען.

די דעפֿיניציע אַליין קוקט נישט זייער קאָמפּליצירט, אָבער מיר מוזן נעמען אין חשבון אַז אַ פונאנדערגעטיילט סיסטעם האט אַ נומער פון אַטריביוץ וואָס וועט זיין וויכטיק פֿאַר אונדז.

אַטריביוץ פון פונאנדערגעטיילט סיסטעמען

1. קאָנקוררענסי - די מעגלעכקייט פון סיימאַלטייניאַס אָדער קאַנקעראַנט געשעענישן אין די סיסטעם. דערצו, מיר וועלן באַטראַכטן געשעענישן וואָס פאַלן אויף צוויי פאַרשידענע נאָודז צו זיין פּאַטענטשאַלי קאַנקעראַנט, אַזוי לאַנג ווי מיר טאָן ניט האָבן אַ קלאָר סדר פון פּאַסירונג פון די געשעענישן. אָבער, ווי אַ הערשן, מיר טאָן ניט האָבן עס.
2. קיין גלאבאלע זייגער. מיר טאָן ניט האָבן אַ קלאָר סדר פון געשעענישן רעכט צו דער מאַנגל פון אַ גלאבאלע זייגער. אין דער פּראָסט וועלט פון מענטשן, מיר זענען צוגעוווינט צו דעם פאַקט אַז מיר האָבן זייגערס און צייט לעגאַמרע. אַלץ ענדערונגען ווען עס קומט צו פונאנדערגעטיילט סיסטעמען. אפילו הינטער-גענוי אַטאָמישע זייגערס האָבן דריפט, און עס קען זיין סיטואַטיאָנס ווו מיר קענען נישט זאָגן וואָס פון צוויי געשעענישן געטראפן ערשטער. דעריבער קענען מיר זיך אויך נישט פאַרלאָזנ אויף דער צייט.
3. פרייַ דורכפאַל פון סיסטעם נאָודז. עס איז אן אנדער פּראָבלעם: עפּעס קען גיין פאַלש ווייַל אונדזער נאָודז טאָן ניט לעצטע אויף אייביק. די שווער פאָר קען פאַרלאָזן, די ווירטואַל מאַשין אין די וואָלקן קען רעבאָאָט, די נעץ קען בלינקן און אַרטיקלען וועט זיין פאַרפאַלן. דערצו, עס קען זיין סיטואַטיאָנס ווו נאָודז אַרבעט, אָבער אין דער זעלביקער צייט אַרבעט קעגן די סיסטעם. דער לעצטער קלאס פון פראבלעמען האט אפילו באקומען א באזונדערן נאמען: פראבלעם ביזאַנטין גענעראַלס. די מערסט פאָלקס ביישפּיל פון אַ פונאנדערגעטיילט סיסטעם מיט דעם פּראָבלעם איז Blockchain. אבער הייַנט מיר וועלן נישט באַטראַכטן דעם ספּעציעל קלאַס פון פּראָבלעמס. מיר וועלן זיין אינטערעסירט אין סיטואַטיאָנס אין וואָס נאָר איינער אָדער מער נאָודז קען פאַרלאָזן.
4. קאָמוניקאַציע מאָדעלס (מעסידזשינג מאָדעלס) צווישן נאָודז. מיר האָבן שוין געגרינדעט אַז נאָודז יבערגעבן דורך יקסטשיינדזשינג אַרטיקלען. עס זענען צוויי באַוווסט מעסידזשינג מאָדעלס: סינטשראָנאָוס און ייסינגקראַנאַס.

מאָדעלס פון קאָמוניקאַציע צווישן נאָודז אין פונאנדערגעטיילט סיסטעמען

סינטשראָנאָוס מאָדעל - מיר וויסן פֿאַר זיכער אַז עס איז אַ ענדלעך באַוווסט דעלטאַ פון צייט בעשאַס וואָס אַ אָנזאָג איז געראַנטיד צו דערגרייכן פון איין נאָדע צו אנדערן. אויב די צייט איז דורכגעגאנגען און דער אָנזאָג איז נישט אנגעקומען, מיר קענען בעשאָלעם זאָגן אַז די נאָדע איז ניט אַנדערש. אין דעם מאָדעל מיר האָבן פּרידיקטאַבאַל ווארטן צייט.

אַסינטשראָנאָוס מאָדעל - אין ייסינגקראַנאַס מאָדעלס, מיר באַטראַכטן אַז די ווארטן צייט איז ענדלעך, אָבער עס איז ניט אַזאַ דעלטאַ פון צייט נאָך וואָס מיר קענען גאַראַנטירן אַז די נאָדע איז דורכפאַל. יענע. די ווארטן צייט פֿאַר אַ אָנזאָג פון אַ נאָדע קענען זיין אַרביטרעראַלי לאַנג. דאָס איז אַ וויכטיק דעפֿיניציע, און מיר וועלן רעדן וועגן אים ווייַטער.

דער באַגריף פון קאָנסענסוס אין פונאנדערגעטיילט סיסטעמען

איידער איר פאָרמאַל דיפיינינג דעם באַגריף פון קאָנסענסוס, לאָמיר באַטראַכטן אַ בייַשפּיל פון אַ סיטואַציע ווו מיר דאַרפֿן עס, ניימלי - שטאַט מאַשין רעפּלאַקיישאַן.

מיר האָבן עטלעכע פונאנדערגעטיילט קלאָץ. מיר וואָלט ווי אַז עס זאָל זיין קאָנסיסטענט און אַנטהאַלטן יידעניקאַל דאַטן אויף אַלע נאָודז פון די פונאנדערגעטיילט סיסטעם. ווען איינער פון די נאָודז לערנט אַ נייַע ווערט וואָס עס איז געגאנגען צו שרייַבן צו די קלאָץ, זיין אַרבעט איז צו פאָרשלאָגן דעם ווערט צו אַלע אנדערע נאָודז אַזוי אַז די קלאָץ איז דערהייַנטיקט אויף אַלע נאָודז און די סיסטעם מאַך צו אַ נייַע קאָנסיסטענט שטאַט. אין דעם פאַל, עס איז וויכטיק אַז די נאָודז שטימען צווישן זיך: אַלע נאָודז שטימען אַז די פארגעלייגט נייַ ווערט איז ריכטיק, אַלע נאָודז אָננעמען דעם ווערט, און בלויז אין דעם פאַל קענען אַלעמען שרייַבן די נייַע ווערט צו די קלאָץ.

אין אנדערע ווערטער: קיינער פון די נאָודז האָט נישט אַבדזשעקטיד אַז עס האט מער באַטייַטיק אינפֿאָרמאַציע, און די פארגעלייגט ווערט איז פאַלש. העסקעם צווישן נאָודז און העסקעם אויף אַ איין ריכטיק אנגענומען ווערט איז קאָנסענסוס אין אַ פונאנדערגעטיילט סיסטעם. ווייַטער, מיר וועלן רעדן וועגן אַלגערידאַמז וואָס לאָזן אַ פונאנדערגעטיילט סיסטעם צו זיין געראַנטיד צו דערגרייכן קאָנסענסוס.

מער פאָרמאַל, מיר קענען דעפינירן אַ קאָנסענסוס אַלגערידאַם (אָדער פשוט אַ קאָנסענסוס אַלגערידאַם) ווי אַ זיכער פֿונקציע וואָס טראַנספערס אַ פונאנדערגעטיילט סיסטעם פון שטאַט א צו שטאַט ב. דערצו, די שטאַט איז אנגענומען דורך אַלע נאָודז, און אַלע נאָודז קענען באַשטעטיקן עס. ווי עס טורנס אויס, די אַרבעט איז נישט אַזוי טריוויאַל ווי עס מיינט בייַ ערשטער בליק.

פּראָפּערטיעס פון די קאָנסענסוס אַלגערידאַם

די קאָנסענסוס אַלגערידאַם מוזן האָבן דריי פּראָפּערטיעס אין סדר פֿאַר די סיסטעם צו פאָרזעצן צו עקסיסטירן און האָבן עטלעכע פּראָגרעס אין מאָווינג פון שטאַט צו שטאַט:

1. העסקעם - אַלע ריכטיק אַפּערייטינג נאָודז מוזן נעמען די זעלבע ווערט (אין אַרטיקלען דעם פאַרמאָג איז אויך ריפערד צו ווי זיכערקייַט פאַרמאָג). אַלע נאָודז וואָס זענען דערווייַל פאַנגקשאַנינג (האָבן ניט אַנדערש אָדער פאַרפאַלן קאָנטאַקט מיט די אנדערע) מוזן קומען צו אַ העסקעם און אָננעמען עטלעכע לעצט פּראָסט ווערט.

   עס איז וויכטיק צו פֿאַרשטיין דאָ אַז די נאָודז אין די פונאנדערגעטיילט סיסטעם וואָס מיר באַטראַכטן ווילן צו שטימען. אַז איז, מיר זענען איצט גערעדט וועגן סיסטעמען אין וואָס עפּעס קענען פשוט פאַרלאָזן (למשל, עטלעכע נאָדע פיילז), אָבער אין דעם סיסטעם עס זענען באשטימט קיין נאָודז וואָס דיליבראַטלי אַרבעט קעגן אנדערע (די אַרבעט פון ביזאַנטין גענעראַלס). רעכט צו דעם פאַרמאָג, די סיסטעם בלייבט קאָנסיסטענט.

2. אָרנטלעכקייַט - אויב אַלע ריכטיק ארבעטן נאָודז פאָרשלאָגן די זעלבע ווערט v, וואָס מיטל יעדער ריכטיק אַפּערייטינג נאָדע מוזן אָננעמען דעם ווערט v.
3. טערמאַניישאַן - אַלע ריכטיק אַפּערייטינג נאָודז וועט יווענטשאַוואַלי נעמען אַ זיכער ווערט (לייוונאַס פאַרמאָג), וואָס אַלאַוז די אַלגערידאַם צו מאַכן פּראָגרעס אין די סיסטעם. יעדער יחיד ריכטיק אַפּערייטינג נאָדע מוזן גיכער אָדער שפּעטער אָננעמען די לעצט ווערט און באַשטעטיקן עס: "פֿאַר מיר, די ווערט איז אמת, איך שטימען מיט די גאנצע סיסטעם."

א ביישפּיל פון ווי די קאָנסענסוס אַלגערידאַם אַרבעט

כאָטש די פּראָפּערטיעס פון די אַלגערידאַם קען נישט זיין גאָר קלאָר. דעריבער, מיר וועלן אילוסטרירן מיט אַ ביישפּיל וואָס סטאַגעס דער סימפּלאַסט קאָנסענסוס אַלגערידאַם גייט דורך אין אַ סיסטעם מיט אַ סינטשראָנאָוס מעסידזשינג מאָדעל, אין וואָס אַלע נאָודז פונקציאָנירן ווי דערוואַרט, אַרטיקלען זענען נישט פאַרפאַלן און גאָרנישט ברייקס (טוט דאָס טאַקע פּאַסירן?).

1. עס אַלע סטאַרץ מיט אַ חתונה פאָרשלאָג (פאָרשלאָגן). לאָמיר יבערנעמען אַז אַ קליענט איז קאָננעקטעד צו אַ נאָדע גערופן "נאָדע 1" און סטאַרטעד אַ טראַנסאַקטיאָן, פאָרן אַ נייַ ווערט צו די נאָדע - אָ. פֿון איצט אויף, מיר וועלן רופן "נאָדע 1" פאָרשלאָגן. ווי אַ פאָרשלאָג, "נאָדע 1" מוזן איצט אָנזאָגן די גאנצע סיסטעם אַז עס האט פריש דאַטן, און עס סענדז אַרטיקלען צו אַלע אנדערע נאָודז: "קוק! די טייַטש "אָ" געקומען צו מיר און איך ווילן צו שרייַבן עס אַראָפּ! ביטע באַשטעטיקן אַז איר וועט אויך רעקאָרדירן "אָ" אין דיין קלאָץ.

   

2. דער ווייַטער בינע איז אָפּשטימונג פֿאַר די פארגעלייגט ווערט (וואָטינג). וואָס איז עס פֿאַר? עס קען פּאַסירן אַז אנדערע נאָודז האָבן באקומען מער פריש אינפֿאָרמאַציע, און זיי האָבן דאַטן אויף דער זעלביקער טראַנסאַקטיאָן.

   
   
   ווען נאָדע "נאָדע 1" סענדז זיין פאָרשלאָג, די אנדערע נאָודז קאָנטראָלירן זייער לאָגס פֿאַר דאַטן וועגן דעם געשעעניש. אויב עס זענען קיין קאַנטראַדיקשאַנז, די נאָודז מעלדן: "יאָ, איך האָבן קיין אנדערע דאַטן פֿאַר דעם געשעעניש. די "אָ" ווערט איז די לעצטע אינפֿאָרמאַציע וואָס מיר פאַרדינען.

   אין קיין אנדערע פאַל, נאָודז קענען ריספּאַנד צו "נאָדע 1": "הערן! איך האָבן מער פריש דאַטן וועגן דעם טראַנסאַקטיאָן. ניט 'אָ', אָבער עפּעס בעסער."

   אין די אָפּשטימונג בינע, די נאָודז קומען צו אַ באַשלוס: אָדער זיי אַלע אָננעמען די זעלבע ווערט, אָדער איינער פון זיי שטימען קעגן, וואָס ינדיקייץ אַז ער האט מער פריש דאַטן.

3. אויב די אָפּשטימונג קייַלעכיק איז געווען געראָטן און אַלעמען איז געווען אין טויווע, די סיסטעם באוועגט צו אַ נייַע בינע - אַקסעפּטינג די ווערט. "נאָדע 1" קאַלעקץ אַלע די רעספּאָנסעס פון אנדערע נאָודז און ריפּאָרץ: "אַלעמען מסכים אויף די ווערט "אָ"! איצט איך דערקלערן אַפישאַלי אַז "אָ" איז אונדזער נייַע טייַטש, די זעלבע פֿאַר אַלעמען! שרייב עס אַראָפּ אין דיין קליין בוך, טאָן ניט פאַרגעסן. שרייב עס אַראָפּ אין דיין קלאָץ!"

   

4. די רוען נאָודז שיקן באַשטעטיקונג (אַקסעפּטיד) אַז זיי האָבן געשריבן די ווערט "אָ"; גאָרנישט נייַ איז אנגעקומען אין דעם צייט (אַ מין פון צוויי-פאַסע יבערגעבן). נאָך דעם באַטייַטיק געשעעניש, מיר באַטראַכטן אַז די פונאנדערגעטיילט טראַנסאַקטיאָן איז געענדיקט.
   

אזוי, דער קאָנסענסוס אַלגערידאַם אין אַ פּשוט פאַל באשטייט פון פיר סטעפּס: פאָרשלאָגן, שטימען (וואָוטינג), אָננעמען (אָננעמען), באַשטעטיקן אַקסעפּטאַנס (אַקסעפּטיד).

אויב אין עטלעכע שריט מיר זענען נישט ביכולת צו דערגרייכן העסקעם, דער אַלגערידאַם סטאַרץ ווידער, גענומען אין חשבון די אינפֿאָרמאַציע צוגעשטעלט דורך די נאָודז וואָס אפגעזאגט צו באַשטעטיקן די פארגעלייגט ווערט.

קאָנסענסוס אַלגערידאַם אין אַ ייסינגקראַנאַס סיסטעם

איידער דעם, אַלץ איז גלאַט, ווייַל מיר זענען גערעדט וועגן אַ סינטשראָנאָוס מעסידזשינג מאָדעל. אָבער מיר וויסן אַז אין דער מאָדערן וועלט מיר זענען געוויינט צו טאָן אַלץ ייסינגקראַנאַסלי. ווי אַזוי אַרבעט אַ ענלעך אַלגערידאַם אין אַ סיסטעם מיט אַ ייסינגקראַנאַס מעסידזשינג מאָדעל, ווו מיר גלויבן אַז די ווארטן צייט פֿאַר אַ ענטפער פון אַ נאָדע קענען זיין אַרביטרעראַלי לאַנג (אגב, די דורכפאַל פון אַ נאָדע קענען אויך זיין קאַנסידערד ווי אַ בייַשפּיל ווען אַ נאָדע קענען ריספּאַנד פֿאַר אַ אַרביטרעראַלי לאַנג צייט).

איצט אַז מיר וויסן ווי די קאָנסענסוס אַלגערידאַם אַרבעט אין פּרינציפּ, אַ קשיא פֿאַר די נייַגעריק לייענער וואָס האָבן געמאכט עס אַזוי ווייַט: ווי פילע נאָודז אין אַ סיסטעם פון N נאָודז מיט אַ ייסינגקראַנאַס אָנזאָג מאָדעל קענען פאַרלאָזן אַזוי אַז די סיסטעם קענען נאָך דערגרייכן קאָנסענסוס?

די ריכטיק ענטפֿערן און טערעץ זענען הינטער די ספּוילער.די ריכטיק ענטפער איז: 0. אויב אפילו איין נאָדע אין אַ ייסינגקראַנאַס סיסטעם פיילז, די סיסטעם וועט נישט קענען צו דערגרייכן קאָנסענסוס. די דערקלערונג איז פּראָווען אין די FLP טהעאָרעם, באַוווסט אין זיכער קרייזן (1985, Fischer, Lynch, Paterson, לינק צו דער אָריגינעל אין די סוף פון דעם אַרטיקל): "די ימפּאָסיביליטי פון דערגרייכן אַ פונאנדערגעטיילט קאָנסענסוס אויב בייַ מינדסטער איין נאָדע פיילז. ."

גויס, דעמאָלט מיר האָבן אַ פּראָבלעם, מיר זענען געוויינט צו אַלץ איז ייסינגקראַנאַס. און דאָ עס איז. ווי צו פאָרזעצן צו לעבן?

מיר האָבן נאָר גערעדט וועגן טעאָריע, וועגן מאטעמאטיק. וואָס מיטל "קאָנסענסוס קענען ניט זיין אַטשיווד" איבערזעצן פון מאַטאַמאַטיקאַל שפּראַך אין אונדזער - ינזשעניעריע? דאָס מיינט אַז "ניט שטענדיק קענען זיין דערגרייכט", ד.ה. עס איז אַ פאַל אין וואָס קאָנסענסוס איז ניט אַטשיוואַבאַל. וואָס פֿאַר אַ פאַל איז דאָס?

דאָס איז פּונקט די הילעל פון די לעבןנעסס פאַרמאָג דיסקרייבד אויבן. מיר טאָן ניט האָבן אַ פּראָסט העסקעם, און די סיסטעם קען נישט האָבן פּראָגרעס (קען נישט פאַרענדיקן אין אַ ענדלעך צייט) אין דעם פאַל ווען מיר טאָן ניט האָבן אַ ענטפער פון אַלע נאָודז. ווייַל אין אַ ייסינגקראַנאַס סיסטעם מיר האָבן קיין פּרידיקטאַבאַל ענטפער צייט און מיר קענען נישט וויסן צי אַ נאָדע איז קראַשט אָדער עס נאָר נעמט אַ לאַנג צייט צו ריספּאַנד.

אבער אין פיר מיר קענען געפֿינען אַ לייזונג. זאל אונדזער אַלגערידאַם קענען אַרבעטן פֿאַר אַ לאַנג צייַט אין פאַל פון פייליערז (פּאַטענטשאַלי עס קענען אַרבעטן ינדעפאַנאַטלי). אָבער אין רובֿ סיטואַטיאָנס, ווען רובֿ נאָודז אַרבעט ריכטיק, מיר וועלן האָבן פּראָגרעס אין די סיסטעם.

אין פיר, מיר האַנדלען מיט טייל סינטשראָנאָוס קאָמוניקאַציע מאָדעלס. טייל סינגקראַני איז פארשטאנען ווי גייט: אין דער אַלגעמיין פאַל, מיר האָבן אַ ייסינגקראַנאַס מאָדעל, אָבער אַ זיכער באַגריף פון "גלאבאלע סטייבאַלאַזיישאַן צייט" פון אַ זיכער פונט אין צייַט איז פאָרמאַלי באַקענענ.

דער מאָמענט אין צייט קען נישט קומען פֿאַר קיין לענג פון צייַט, אָבער עס מוזן קומען איין טאָג. דער ווירטועל שרעק זייגער וועט קלינגען, און פון דעם מאָמענט מיר קענען פאָרויסזאָגן די צייט דעלטע פֿאַר וואָס די אַרטיקלען וועט אָנקומען. פון דעם מאָמענט אויף, די סיסטעם טורנס פון ייסינגקראַנאַס צו סינטשראָנאָוס. אין פיר, מיר האַנדלען מיט פּונקט אַזאַ סיסטעמען.

די פּאַקסאָס אַלגערידאַם סאַלווז קאָנסענסוס פּראָבלעמס

פּאַקסאָס איז אַ משפּחה פון אַלגערידאַמז וואָס סאָלווע די קאָנסענסוס פּראָבלעם פֿאַר טייל סינטשראָנאָוס סיסטעמען, אונטער די מעגלעכקייט אַז עטלעכע נאָודז קען פאַרלאָזן. דער מחבר פון פּאַקסאָס איז לעסלי לאַמפּאָרט. ער פארגעלייגט אַ פאָרמאַל דערווייַז פון די עקזיסטענץ און ריכטיק פון די אַלגערידאַם אין 1989.

אבער דער באווייז איז געווען ווייט פון נישטיק. דער ערשטער אויסגאבע איז ארויס בלויז אין 1998 (33 בלעטער) דיסקרייבינג די אַלגערידאַם. ווי עס האָט זיך אַרויסגעוויזן, איז עס געווען גאָר שווער צו פֿאַרשטיין, און אין 2001 איז פֿאַרעפֿנטלעכט געוואָרן אַ דערקלערונג פֿון דעם אַרטיקל, וואָס האָט געדויערט 14 זייטן. דער באַנד פון אויסגאבעס איז געגעבן צו ווייַזן אַז אין פאַקט די פּראָבלעם פון קאָנסענסוס איז נישט פּשוט, און הינטער אַזאַ אַלגערידאַמז ליגט אַ ריזיק סומע פון ​​​​אַרבעט פון די סמאַרטאַסט מענטשן.

אינטערעסאַנט איז, אַז לעסלי לאַמפּאָרט אַליין האָט אין זײַן רעפֿעראַט באמערקט, אַז אינעם צווייטן הסבר-אַרטיקל איז דאָ איין דערקלערונג, איין שורה (ער האָט נישט ספּעציפיצירט וועלכע), וואָס קען מען אויסטײַטשן אויף פאַרשידענע אופנים. און ווייַל פון דעם, אַ גרויס נומער פון מאָדערן פּאַקסאָס ימפּלאַמאַנץ אַרבעט נישט גאָר ריכטיק.

א דיטיילד אַנאַליסיס פון Paxos ס ווערק וואָלט נעמען מער ווי איין אַרטיקל, אַזוי איך וועל פּרובירן צו זייער בעקיצער קאַנוויי די הויפּט געדאַנק פון די אַלגערידאַם. אין די לינקס אין די סוף פון מיין אַרטיקל איר וועט געפֿינען מאַטעריאַלס פֿאַר ווייַטער דייווינג אין דעם טעמע.

ראָלעס אין פּאַקסאָס

די פּאַקסאָס אַלגערידאַם האט אַ באַגריף פון ראָלעס. זאל ס באַטראַכטן דרייַ הויפּט אָנעס (עס זענען מאָדיפיקאַטיאָנס מיט נאָך ראָלעס):

1. פּראָפּאָסערס (די טערמינען קען אויך זיין געוויינט: פירער אָדער קאָאָרדינאַטאָרס). דאָס זענען די גייז וואָס לערנען וועגן עטלעכע נייַע ווערט פון די באַניצער און נעמען אויף די ראָלע פון ​​פירער. זייער אַרבעט איז צו קאַטער אַ קייַלעכיק פון פּראַפּאָוזאַלז פֿאַר אַ נייַ ווערט און קאָואָרדאַנאַט ווייַטער אַקשאַנז פון די נאָודז. דערצו, Paxos אַלאַוז די בייַזייַן פון עטלעכע פירער אין זיכער סיטואַטיאָנס.
2. אַקסעפּטערז (וואָטערס). דאָס זענען נאָודז וואָס שטימען צו אָננעמען אָדער אָפּוואַרפן אַ באַזונדער ווערט. זייער ראָלע איז זייער וויכטיק, ווייַל דער באַשלוס דעפּענדס אויף זיי: אין וואָס שטאַט די סיסטעם וועט (אָדער וועט נישט) גיין צו נאָך דער ווייַטער בינע פון ​​די קאָנסענסוס אַלגערידאַם.
3. לעאַרנערס. נאָדעס וואָס פשוט אָננעמען און שרייַבן די נייַ אנגענומען ווערט ווען די שטאַט פון די סיסטעם האט געביטן. זיי טאָן ניט מאַכן דיסיזשאַנז, זיי נאָר באַקומען די דאַטן און קענען געבן עס צו די סוף באַניצער.

איין נאָדע קענען פאַרבינדן עטלעכע ראָלעס אין פאַרשידענע סיטואַטיאָנס.

דער באַגריף פון קוואָרום

מיר יבערנעמען אַז מיר האָבן אַ סיסטעם פון N נאָודז און פון זיי די מאַקסימום F נאָודז קען פאַרלאָזן. אויב F נאָודז פאַרלאָזן, מיר מוזן האָבן בייַ מינדסטער 2F+1 אַקסעפּטאָר נאָודז.

דאָס איז נייטיק אַזוי אַז מיר שטענדיק האָבן די מערהייַט, אפילו אין די ערגסט סיטואַציע, פון "גוטע" נאָודז וואָס אַרבעט ריכטיק. דאס איז F+1 "גוטע" נאָודז אַז מסכים, און די לעצט ווערט וועט זיין אנגענומען. אַנדערש, עס קען זיין אַ סיטואַציע ווו אונדזער פאַרשידענע היגע גרופּעס נעמען פאַרשידענע מינינגז און קענען נישט שטימען צווישן זיך. דעריבער, מיר דאַרפֿן אַן אַבסאָלוט מערהייַט צו געווינען די שטימען.

דער גענעראַל געדאַנק פון ווי די פּאַקסאָס קאָנסענסוס אַלגערידאַם אַרבעט

די פּאַקסאָס אַלגערידאַם ינוואַלווז צוויי גרויס פייזאַז, וואָס אין קער זענען צעטיילט אין צוויי סטעפּס יעדער:

1. פאַסע 1אַ: צוגרייטן. בעשאַס דער צוגרייטונג פאַסע, דער פירער (פאָרשלאָגער) ינפאָרמז אַלע נאָודז: "מיר אָנהייבן אַ נייַע אָפּשטימונג פאַסע. מיר האָבן אַ נייַע קייַלעכיק. די נומער פון דעם קייַלעכיק איז n. יעצט וועלן מיר אנהייבן שטימען״. פֿאַר איצט, עס פשוט ריפּאָרץ די אָנהייב פון אַ נייַ ציקל, אָבער טוט נישט באַריכט אַ נייַ ווערט. די אַרבעט פון דעם בינע איז צו אָנהייבן אַ נייַע קייַלעכיק און מיטטיילן אַלעמען וועגן זיין יינציק נומער. די קייַלעכיק נומער איז וויכטיק, עס מוזן זיין אַ ווערט גרעסער ווי אַלע פריערדיקע אָפּשטימונג נומערן פון אַלע פריערדיקע פירער. ווייַל עס איז דאַנק צו די קייַלעכיק נומער אַז אנדערע נאָודז אין די סיסטעם וועט פֿאַרשטיין ווי פריש די פירער ס דאַטן זענען. עס איז מסתּמא אַז אנדערע נאָדעס האָבן שוין אָפּשטימונג רעזולטאטן פון פיל שפּעטער ראָונדס און וועט פשוט זאָגן די פירער אַז ער איז הינטער די צייט.
2. פאַסע 1ב: צוזאָג. ווען די אַקסעפּטאָר נאָודז באקומען די נומער פון די נייַע אָפּשטימונג בינע, צוויי אַוטקאַמז זענען מעגלעך:
   • די נומער n פון די נייַע שטימען איז גרעסער ווי די נומער פון קיין פריערדיקן שטימען אין וואָס דער אַקסעפּטאָר האָט אָנטייל גענומען. דעמאלט שיקט דער מקבל א צוזאג צום פירער אז ער וועט נישט אנטיילנעמען אין מער שטימען מיט א צאל נידעריגער ווי נ. אויב דער אַקסעפּטאָר האט שוין וואָוטאַד פֿאַר עפּעס (דאָס איז, ער האט שוין אנגענומען עטלעכע ווערט אין דער צווייטער פאַסע), דעמאָלט ער אַטאַטשט די אנגענומען ווערט און די נומער פון די שטימען אין וואָס ער האָט אָנטייל גענומען צו זיין צוזאָג.
   • אַנדערש, אויב דער אַקסעפּטאָר ווייסט שוין וועגן די העכער-נומערד שטימען, ער קענען פשוט איגנאָרירן די צוגרייטונג שריט און נישט ריספּאַנד צו די פירער.
3. פאַסע 2אַ: אָננעמען. דער פירער דאַרף וואַרטן פֿאַר אַ ענטפער פון די קוואָרום (די מערהייַט פון נאָודז אין די סיסטעם) און אויב די פארלאנגט נומער פון רעספּאָנסעס איז באקומען, ער האט צוויי אָפּציעס פֿאַר אַנטוויקלונג פון געשעענישן:
   • עטלעכע פון ​​​​די אַקסעפּטערז געשיקט וואַלועס פֿאַר וואָס זיי האָבן שוין וואָוטאַד. אין דעם פאַל, דער פירער סאַלעקץ די ווערט פון די שטימען מיט די מאַקסימום נומער. לאָמיר רופן דעם ווערט X, און עס סענדז אַ אָנזאָג צו אַלע נאָודז ווי: "אַקסעפּט (n, X)", ווו דער ערשטער ווערט איז די אָפּשטימונג נומער פון זיין אייגענע פאָרשלאָג שריט, און די צווייטע ווערט איז וואָס אַלעמען איז אלנגעזאמלט פֿאַר, ד.ה. די ווערט פֿאַר וואָס מיר טאַקע שטימען.
   • אויב קיינער פון די מקובלים האט נישט געשיקט קיין ווערטן, נאר זיי האבן פשוט צוגעזאגט צו שטימען אין דעם רונדע, קען דער פירער זיי פארבעטן צו שטימען פאר זייער ווערט, דער ווערט פאר וועלכער ער איז געווארן א פירער אין ערשטן פלאץ. לאָמיר עס רופן י. עס סענדז אַ אָנזאָג צו אַלע נאָודז ווי: "אַקסעפּטירן (n, י)", ענלעך צו די פריערדיקע רעזולטאַט.
4. פאַסע 2ב: אנגענומען. ווייַטער, די אַקסעפּטאָר נאָודז, ווען זיי באַקומען די "אַקסעפּט(...)" אָנזאָג פון די פירער, שטימען מיט אים (שיקן באַשטעטיקונג צו אַלע נאָודז אַז זיי שטימען מיט די נייַע ווערט) נאָר אויב זיי האָבן נישט צוגעזאגט עטלעכע (אנדערע)) פירער צו אָנטייל נעמען אין אָפּשטימונג מיט קייַלעכיק נומער n' > n, אַנדערש זיי איגנאָרירן די באַשטעטיקונג בעטן.

   אויב די מערהייַט פון נאָודז ריספּאַנד צו די פירער, און אַלע פון ​​זיי באשטעטיקט די נייַ ווערט, די נייַ ווערט איז געהאלטן אנגענומען. האריי! אויב די מערהייַט איז נישט ריטשט אָדער עס זענען נאָודז וואָס אפגעזאגט צו אָננעמען די נייַ ווערט, אַלץ סטאַרץ איבער.

דאָס איז ווי די פּאַקסאָס אַלגערידאַם אַרבעט. יעדער פון די סטאַגעס האט פילע סאַטאַלטיז, מיר פּראַקטאַקלי נישט באַטראַכטן פאַרשידן טייפּס פון פייליערז, פּראָבלעמס פון קייפל פירער און פיל מער, אָבער דער ציל פון דעם אַרטיקל איז בלויז צו באַקענען די לייענער צו די וועלט פון פונאנדערגעטיילט קאַמפּיוטינג אויף אַ הויך מדרגה.

עס איז אויך כדאי צו באמערקן אַז פּאַקסאָס איז נישט דער בלויז איינער פון זיין מין, עס זענען אנדערע אַלגערידאַמז, למשל, פּליט, אָבער דאָס איז אַ טעמע פֿאַר אן אנדער אַרטיקל.

לינקס צו מאַטעריאַלס פֿאַר ווייַטער לערנען

אָנהייבער מדרגה:

• ווי טוט דיסטריביוטיד קאָנסענסוס אַרבעט?, Preethi Kasireddy, בלאָג אַרטיקל אויף מיטל
• פּאַקסאָס געמאכט פּשוט. עכט, Adi Kancherla, בלאָג אַרטיקל אויף מיטל
• דיסענטראַלייזד טהאָוגהס, Ittai Abraham, בלאָג
• סינטשראָני, אַסינטשראָני און פּאַרטיייש סינטשראָני, Ittai Abraham, בלאָג אַרטיקל

לעסלי לאַמפּאָרט מדרגה:

• ימפּאָסיביליטי פון דיסטריביוטיד קאָנסענסוס מיט איין פאָלטי פּראָצעס (פלפּ ימפּאָסיביליטי), Fischer, Lynch און Paterson, פאָרשונג פּאַפּיר, 1985
• די טייל-צייט פּאַרליאַמענט, לעסלי לאַמפּאָרט, פאָרשונג פּאַפּיר, 1998
• פּאַקסאָס געמאכט פּשוט, לעסלי לאַמפּאָרט, פאָרשונג פּאַפּיר, 2001

מקור: www.habr.com