Classical state-machine replication protocols, such as Paxos, rely on a distinguished leader process to order commands. Unfortunately, this approach makes the leader a single point of failure and increases the latency for clients that are not co-located with it. As a response to these drawbacks, Egalitarian Paxos introduced an alternative, leaderless approach, that allows replicas to order commands collaboratively. Not relying on a single leader allows the protocol to maintain non-zero throughput with up to $f$ crashes of any processes out of a total of $n = 2f+1$. The protocol furthermore allows any process to execute a command $c$ fast, in $2$ message delays, provided no more than $e = \lceil\frac{f+1}{2}\rceil$ other processes fail, and all concurrently submitted commands commute with $c$; the latter condition is often satisfied in practical systems. Egalitarian Paxos has served as a foundation for many other replication protocols. But unfortunately, the protocol is very complex, ambiguously specified and suffers from nontrivial bugs. In this paper, we present EPaxos* -- a simpler and correct variant of Egalitarian Paxos. Our key technical contribution is a simpler failure-recovery algorithm, which we have rigorously proved correct. Our protocol also generalizes Egalitarian Paxos to cover the whole spectrum of failure thresholds $f$ and $e$ such that $n \ge \max\{2e+f-1, 2f+1\}$ -- the number of processes that we show to be optimal.


翻译:经典状态机复制协议(如Paxos)依赖一个特定的领导者进程来排序命令。然而,这种设计将领导者变为单点故障,并增加了非共处客户端的延迟。为解决这些问题,平等Paxos(Egalitarian Paxos)提出了一种去中心化的替代方案,允许副本协同排序命令。不依赖单一领导者的特性使其在总进程数 $n = 2f+1$ 中最多容忍 $f$ 个任意进程崩溃时仍能保持非零吞吐量。此外,该协议允许任何进程在 $2$ 个消息延迟内快速执行命令 $c$,前提是同时失效的其他进程不超过 $e = \lceil\frac{f+1}{2}\rceil$ 个,且所有并发提交的命令均与 $c$ 可交换(实际系统中常满足此条件)。平等Paxos已成为众多复制协议的基础。但遗憾的是,该协议极其复杂、规范模糊且存在严重错误。本文提出EPaxos*——一个更简单且正确的平等Paxos变体。我们的核心技术贡献在于一个经严格正确性证明的简化故障恢复算法。该协议还将平等Paxos推广至覆盖完整的故障阈值谱系:$n \ge \max\{2e+f-1, 2f+1\}$(我们证明此为最优进程数),其中 $f$ 和 $e$ 为任意故障阈值。

0
下载
关闭预览

相关内容

Paxos算法是分布式技术大师Lamport提出的,主要目的是通过这个算法,让参与分布式处理的每个参与者逐步达成一致意见。用
Palantir AIP平台:连接智能体与决策
专知会员服务
63+阅读 · 5月1日
论学习、公平性与复杂度
专知会员服务
12+阅读 · 2月28日
TheFatRat 一款简易后门工具
黑白之道
36+阅读 · 2019年10月23日
重构 Palantir 数据模型
待字闺中
35+阅读 · 2018年12月27日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 4月2日
VIP会员
最新内容
美空军新型反无人机部队初探
专知会员服务
3+阅读 · 今天5:45
《防空交战流程的概率建模研究》
专知会员服务
6+阅读 · 今天5:04
ICML 2026 教程 | 数值优化理论还重要吗?
专知会员服务
4+阅读 · 7月26日
ICM 2026 | 陶哲轩:人工智能时代的数学
专知会员服务
7+阅读 · 7月26日
《反无人机交战场景下的战斗归零研究》
专知会员服务
7+阅读 · 7月26日
博士论文 | 用代码结构感知方法推进代码大模型
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员