[发明专利]一种节点选举方法、节点设备及系统

说明书

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种节点选举方法、节点设备及系统。

背景技术

目前，在现有计算机技术中，由于待处理数据的计算量比较大等原因，经常需要由多个设备组成一个系统，以便更高效的对数据进行处理，该系统包括的设备可以称作该系统的节点。

在上述包括多个节点的系统中，为了实现对多个节点之间信息交互的有效管理，经常需要从多个节点中选举出一个主节点，用于对其它节点的管理。

目前使用的一种节点选举方法为Chang&Roberts算法（以下简称CR算法），CR算法是一种在分布式系统中广泛使用的选举算法，节点选举过程如下：

在环状结构的系统中，各节点依次相连，并首尾节点相连，从而组成一个环状结构的系统，其中每个节点都有唯一ID，且各节点的唯一ID之间可以比较大小；

当一个节点发起选举流程时，首先标记自身为加入状态，并按照指定顺序（顺时针或逆时针）发送选举消息，选举消息中携带自身的唯一ID；接下来每个节点在接收到选举消息时，标记自身为加入状态，并比较自身的唯一ID与选举消息中携带的唯一ID的大小，然后选择其中数值大的唯一ID，并生成携带数值大的唯一ID的选举消息，按照指定顺序继续发送选举消息；

当一个节点已标记自身为加入状态，并且收到的选举消息中携带的唯一ID与自身的唯一ID一致，则确定自身为主节点。

在上述采用CR算法进行节点选举的方案中，对于系统的网络结构有严格要求，必须为环形结构，这样才能符合算法要求的消息传递模式；并且，该算法的容错性较差，一旦某个节点出现故障或者某两个节点间的网络出现故障，则选举消息无法传递，将导致最终选举结果无法顺利得出。

为了解决系统的网络结构受限制的问题，目前可以使用PAXOS算法，PAXOS算法是另一种目前在分布式系统广泛应用的选举算法，节点选举过程如下：

当系统的一个节点A希望选举为主节点时，向系统中的所有其它节点发送一个带有序列号的选举决议；

对于其它节点中的每个节点，其收到选举决议后，如果确定未批准过比该选举决议中携带的这个序列号高的其它序列号，则确定通过该节点的选举决议，并向该节点回复消息，保证不会再通过比该选举决议中携带的这个序列号低的其它序列号；否则，确定不通过该节点的选举决议，并将已批准的序列号告知该节点A；

节点A如果收到了更高的决议号，则可以选择提升本决议的序列号或者放弃选举；节点A如果收到了半数以上（全部节点数为N，半数以上为(N/2)+1）的通过回复，则该选举决议通过，节点A确定自身为主节点，否则该选举决议放弃；

如果节点A的选举决议被通过，则节点A可以继续将该选举决议广播给所有节点，用于告知自身为主节点。

在上述采用PAXOS算法进行节点选举的方案中，当每个节点均发起选举决议时，每两个节点之间需要进行至少4次信息交互，而且实际情况信息交互的次数往往更多，大量的信息交互使得选举效率较低，并且，当发生网络分割时，即节点间出现网络隔离的情况，将由于无法获得半数以上的批准而不会有选举结果产生。

发明内容

本发明实施例提供一种节点选举方法、节点设备及系统，用以解决现有技术中存在的节点选举效率低的问题。

本发明实施例提供一种节点选举方法，应用于包括N个节点的系统，包括：

N个节点中的每个节点通过执行如下步骤从所述N个节点中选举出主节点：

按照指定顺序依次获取预先设置的N-1个锁的使用权限，且当获取到当前锁的使用权限之后，触发获取下一个锁的使用权限；

当获取到当前锁的使用权限已被其它节点获取的信息时，确定自身退出选举；

当获取到最后一个锁的使用权限时，确定自身为所述N个节点中的主节点。

本发明实施例还提供一种节点设备，所述节点设备为N个节点之一，包括：

获取单元，用于按照指定顺序依次获取预先设置的N-1个锁的使用权限，且当获取到当前锁的使用权限之后，触发获取下一个锁的使用权限；

确定单元，用于当获取到当前锁的使用权限已被其它节点获取的信息时，确定自身退出选举；以及当获取到最后一个锁的使用权限时，确定自身为所述N个节点中的主节点。

本发明实施例还提供一种节点选举系统，包括：

N个上述节点设备。

本发明有益效果包括：